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涡旋光束是一种具有相位奇点的光束,其光强分布为环形且中心为一暗核,相位分布结构为螺旋形,携带轨道角动量(Orbital Angular Momentun,OAM),已被广泛应用于光(?)、粒子操控、生物医学以及光通信等领域。此外,由于OAM具有无限维度,且不同OAM具有相互正交的特性,因此可以利用复用技术实现OAM复用传输,提升光通信系统的信道容量以及频谱效率。本文以此为背景,详尽研究了两种无波前传感器的自适应光学(Adaptive Optics,AO)校正技术,并对涡旋光束实施了波前畸变校正实验。本文主要工作如下:1、涡旋光束在大气湍流中的传输特性。介绍了激光传输理论模型:仿真研究了拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束在大气湍流中传输后的光强、相位分布情况:根据涡旋光束的轨道角动量谱分解理论,研究了拓扑荷数扩展及轨道角动量模式纯度变化特性。2、涡旋光束的自适应光学校正技术。主要研究了以GS(Gerchberg-Saxton,GS)算法为核心以及以随机并行梯度下降(Stochastic-Parallel-Gradient-Descent,SPGD)算法为核心的两种无波前传感器的自适应光学校正技术,并仿真实现了单模以及多模复用涡旋光束的波前畸变校正。3、涡旋光束的波前畸变校正实验。通过搭建实验系统,验证了两种无波前传感器的自适应光学校正技术对单模及多模复用涡旋光束波前畸变的校正效果,从而证明了理论算法的正确性及有效性。研究分析表明:涡旋光束在大气湍流中传输时,光强分布和相位分布都会发生畸变,拓扑荷数发生扩展现象,轨道角动量模式纯度随传输距离的增加而降低。GS算法对单模及多模复用涡旋光束都可以实现有效的波前畸变校正,SPGD算法对于单模涡旋光束具有良好的校正效果,但对多模复用涡旋光束校正效果并不理想。