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大气湍流介质有着折射率随机分布,折射率变化梯度小,且在自然界广泛存在等特点。光场经过大气湍流介质后,所受到的影响相对于光学系统的高精度要求不能忽略,因此光波在随机介质中传播后产生的变化是设计在诸如激光通信、卫星遥感等大气湍流环境中运行的光学系统的设计必须要考虑到的问题,对这些光学系统的设计意义重大。 本文将分步傅里叶法应用到光场在大尺寸、折射率分布已经测得的湍流介质中传输的仿真算法研究,此方法以快速傅里叶变换作为实现手段,为了获得最佳的采样点数,本文创造性的提出自适应扩频法作为原始分步傅里叶法的改进。快速傅里叶变化的运用,是FFT-BPM简洁且容易实现的主要原因。但也正是由于快速傅里叶变换的使用,对此方法的适用性施加了诸多限制,本文针对大气湍流的特定应用场景对这些限制做了系统的归纳。最后,为了应对光束传输法中经常面临的边界混叠问题,本文在吸收边界条件的理论基础上,提出了吸收层尺寸的选择方法作为吸收边界条件的改进,对消除边界混叠取得了良好效果。 最后为了验证算法的准确性,由于光在梯度折射率介质中传播特有的规律性和其与梯度折射率介质的共通性,采用梯度折射率介质代替一般意义上的大气湍流介质进行仿真验证,最后仿真结果证明该算法准确有效。