自由空间光通信结合了微波通信和光纤通信的优势,具有带宽高,安全保密性强,安装灵活,不受电磁干扰,成本低,无需频谱申请等诸多优点。所以,自由空间光通信具有巨大的市场发展潜力。然而,以激光为载体的自由空间光通信极易受到大气湍流的影响,使得远程空间光通信受到限制。而涡旋光束在大气中传播时,其光束质量(光束扩展、光束漂移和光闪烁)受大气湍流的影响程度远小于普通光束,因此受到广泛的关注。另外,传统的光学编码都是对光强、相位、频率或者偏振进行调制,而涡旋光束由于具有轨道角动量,为调制提供了另一自由度,使得数据传输容量得到有效的提高。此外,利用轨道角动量进行信息传输时,光束的拓扑荷直接表示所需传送的信息,除了增加了系统的容量外,还具有防窃听的优点,增强了信息的保密性。因此,研究湍流大气对涡旋光束传播特性的影响可以有效促进自由空间光通信的发展,对于移动通信具有非常重要的意义。本文主要研究了复宗量厄米高斯涡旋的光束质量以及其在湍流大气中的传播特性。光束质量描述的是光束质量的优劣,是从质的方面对光束的特性进行评判。光束质量可以利用多种参数进行表示。其中,M2因子的定义由于同时兼顾了束宽和远场发散角两方面的因素,比其他的参数具有更强的说服力。此外,本文首先采用理论推导的方式分析涡旋在湍流大气中的传播特性,包括其光强分布和二阶矩束宽。并深入分析了其传播特性与传播距离、涡旋光各光参数和大气湍流强弱的关系。通过合理设置其参数,可以得出受大气湍流影响小的涡旋光。另外,本文还对大气湍流进行了仿真模拟,通过将大气湍流分为N个独立的相位屏,实现光在自由空间中传输时的相位和振幅调制。通过仿真,可以得到复宗量厄米高斯涡旋光束在大气湍流中传播后的光强值,利用光闪烁指数的定义和光强值可以得出该涡旋光束的光闪烁情况。