1、相干性是光場的基本特征之一，部分相干光場在湍流介質中傳輸后具有光強分布均勻，傳輸不變性等特征，使其在空間激光通信、遠程傳感、生物組織成像、大氣“鬼”成像等各個領域具有巨大的應用價值。因此，研究部分相干光束的傳輸特性及其相關應用具有重要意義。本文基于部分相干光束在實際中的應用需求并結合成熟的相干偏振統(tǒng)一理論模型，研究了部分相干徑向矢量光束在生物組織中傳輸的特性和部分偏振高斯-謝爾模(Guassian Schell-model，GSM)光束

2、的無透鏡大氣湍流“鬼”成像的成像特點，推導得出了相應的理論解析表達式并對數值模擬結果進行了詳盡分析。主要創(chuàng)新點包括以下兩方面:
　　第一，研究了部分相干徑向矢量光束經過生物組織傳輸后的光學特性，推導出光束的傳輸后的交叉譜密度矩陣解析表達式，從而得出了傳輸后的電場強度和偏振特性的表達式。模擬結果表明，部分相干徑向矢量光束經過生物組織湍流之后，初始中空的光強分布逐漸演變?yōu)楦咚狗植?，其演變速度取決于生物組織湍流外尺度尺寸。與在大氣湍流中

3、傳輸不同，部分相干矢量光束的中心光強隨距離變化的峰值基本相同，不受湍流強度影響。同時，光束偏振結構也隨著傳輸距離的增大逐漸被破壞，而且光源的相干長度越小和生物組織折射率均方越大，光束的偏振結構被破壞的就越快。相較于光源的相干長度，生物組織本身的結構更加顯著的影響部分相干徑向矢量光束在生物組織傳輸中的光學特性。上述對部分相干徑向矢量光束在組織中傳輸光學特性的分析，將在光學生物成像和探查生物結構有潛在的應用價值。
　　第二，研究了部分

4、偏振高斯-謝爾模(GSM)光束大氣湍流無透鏡“鬼”成像的成像特點，推導得出部分偏振GSM光的大氣湍流無透鏡“鬼”成像的理論公式，探討了大氣湍流中部分相干光束的偏振度對“鬼”成像的成像可見度和分辨率的影響。模擬仿真結果表明:在大氣湍流環(huán)境下，光源的偏振依然影響著“鬼”成像的成像質量。在標量理論中，調控“鬼”成像的光源橫向相干長度，“鬼”成像的可見度和分辨率是對互相矛盾的量，無法到達最佳成像質量。但隨著光源偏振度的增加，大氣湍流“鬼”成像的