激光在大气中传输,会受到大气中各种因素如雾、雨、大气散射与吸收的影响,使信号能量衰减,能否将大气激光通信推广应用的关键在于大气激光通信系统能否克服气候因素的影响,实现全天候通信。因此,对激光大气传输特性的研究具有十分重要的意义。本文首先介绍了光在大气中传输的基本理论和经典的球形粒子散射理论。在此基础上计算了单球粒子对光的散射；对于群体粒子中光的衰减,主要采用单次散射近似公式,鉴于我们在通信中主要考虑的是前向散射,结合Adarsh Deepak和O.H.Vanghan提出的前向散射修正系数,得出前向散射修正后的新的衰减公式。另外,对于偏振光的传播采用基于Stokes-Mueller关系的单次散射模型为基础的Monte Carlo方法,得到了单球粒子以及大气传输散射光的退偏。最后,对于脉冲信号的大气传输,通过求解双频相干函数得到脉冲的展宽和延时。主要的研究工作如下：1.编写了单球粒子散射光强分布程序,可以仿真有效粒子半径内不同波长的激光对雨、雾、沙等单个球形粒子的散射光强分布以及散射、吸收和衰减效率因子。2.推导了前向散射修正公式,分别针对不同波长的激光,仿真雨、雾、沙天气下单次散射及前向散射修正的衰减曲线。3.计算了单球粒子对偏振光散射的偏振角分布图,在此基础上并利用MC方法对雾、沙的退偏做了仿真。4.求解了表征光波在随机介质中传播的双频相干函数,并仿真不同脉宽的高斯和矩形脉冲经过不同能见度雾介质后的展宽和延时。本课题的研究结果表明天气条件对激光传输的影响很大,为了提高通信的可靠性就得掌握一定的激光大气传输知识,研究结果对激光器和探测器的选择以及光学系统的搭建有重要的指导作用,另外对研究大气中的粒子对光散射也具有实际的参考价值。