自由空间光通信是指以光波为载体的无线通信技术，具有通信容量大、功耗低、抗电磁干扰和无需频率使用许可等优点，特别是在大气/海水激光通信这一典型的跨介质通信应用场合中，以蓝绿光为代表的无线光通信技术具有安全性、高效性的显著特点。研究这一背景下的自由空间光通信具有战略性的意义。　　本文基于光通信的具体需求和应用，系统地分析了大气、海水介质对激光光束的影响，通过理论研究、建模分析以及实验结果对激光传输信道特性进行研究。主要工作包括：　　1.分析激光光束大气传输的基本特点，从理论上研究了光束在大气中传输时受到的吸收和散射效应，重点对大气湍流进行建模分析，并根据不同地域的湍流模型参数需要进行修正这一特点，进行湍流模型参数测量实验；　　2.利用Kolmogorov功率谱描述大气湍流的模型，针对532nm波长，分别测量其主要的模型参量—大气折射率结构常数和大气相干长度；首先开展微温脉动测量实验测量大气折射率结构常数，验证实测数据与湍流强度分布理论的符合性；其次对比和分析多种差分图像测量法的特点和局限性，结合现有光学设备的特点设计了一种具有低复杂度的差分图像运动法，该测量方法能够适用于背景光极强情况下的大气相干长度实验；分析了新方案测量结果的误差特性，提出了测量误差修正降低的方法；结合两次实验数据初步分析了桂林地区近地表层大气湍流的变化特征和昼夜变化规律；　　3.分析了海水的组成成分及其对激光光束传输的影响；基于海洋生物模型，建立海水衰减模型，利用该模型分析不同波长的激光在不同深度海水中传输时受到的影响；　　4.分析水色遥感技术的发展现状，研究了MODIS遥感数据的特点和各级产品数据的应用方法；分析常用遥感反演算法，进行仿真对比研究，指出了现有算法的局限性；对比研究多种后向散射与总散射系数的关系模型；结合遥感算法QAA-RGR和NSOAS模型，利用MODIS数据进行反演，研究了近期台湾海域的海水激光信道传输特性。