中文摘要：

采用多光束发射能有效抑制大气湍流导致的光强闪烁，其原理在于湍流对各光束随机扰动统计上独立，实现光强起伏的平滑抑制。其存在的问题在于很难实现光束间的空间不相关，相关性太强又会丢失多光束平滑抑制的优势，因此要对光束相关性的影响展开研究。通常多光束光强闪烁分析多采用繁杂的衍射积分方法，且很少分析光束相关性影响。为此，本课题提出用相空间光学方法研究光束相关性对激光通信闪烁抑制的机理，相空间光学表象函数的传输变换为简单的代数运算，可替代以往复杂的积分运算，特别适合角度间隔描述的多光束通信链路。本方案主要采用光波相空间表象函数的传输变换对多光束闪烁率的相空间分布曲线进行分析，探索相空间光学方法应用于激光通信多光束抑制光强闪烁的机理，对揭示光强闪烁相空间分布随光波随机像差及相关性的变化规律具有重要意义，为自由空间激光通信的多光束发射阵列设计奠定理论基础，也为其他涉及大气领域使用相空间光学方法提供思路。

结论摘要：

用相空间光学方法研究光束相关性对激光通信传输的机理，相空间光学表象函数的传输变换为简单的代数运算，可替代以往复杂的积分运算。首先，我们将圆形孔径分解为相互交叉排布并错开角度的多个一维方形孔径组合，这样就可以对其进行一维方形孔径的wigner处理分析，将分析结果通过radon变换投影。将wigner理论分析与广义的Huygens-Fresnel原理结合，得到远场的光场变换表达公式，为光场传输的理论分析提供了一个更为简洁的工具。其次，分析了方形孔径发射的激光在自由空间以及大气湍流介质中远距离传输的衍射相空间光学理论；在此基础上分析了圆形孔径发射激光的相应的相空间数学分析建模，并将部分应用结果与国外同行文献中出现的结果比对，得到一致的结果，验证了我们分析模型的正确性；最后，将数学模型应用于大气湍流介质存在的传输信道，其中充分考虑了大气湍流引入的随机相位分布矩阵模型。