无线光相干检测可以提高光信号抑制大气湍流的能力,采用自适应光学技术可以提高系统接收端光混频效率。大气湍流引起的波前畸变可以采用信号光直接探测或者采用与信号光不同波长的光信号进行探测。本文研究了不同波长光束在近地面水平传输的情况下,不同波长光束受到大气湍流影响对应的波前之间的差异。主要内容为:1.推导了在kolomogorov湍流中,光波束沿近地面水平链路传输时,不同光波长对应的整体波前起伏方差。根据湍流中光波长相关的大气相干长度,推导出波前的整体起伏方差与大气温度、压强以及光波长等参数之间的关系。在近地面水平链路中,不同光波长对应的波前整体方差产生了差异,短波长光束的波前起伏程度大于长波长。2.采用汉克尔变换和三角函数级数近似的方法推导了在相同发射孔径发出的两个光波长不同的高斯光束沿近地面水平传输时,波前经过大气湍流后,在接收端孔径上不同波长对应的光波前之间的空间相关函数、波前空间相关系数以及两个波前之间的起伏方差。结果表明:两个波长分别所对应的波前的相关程度随着传输距离的增加而逐渐降低,并且湍流内尺度对两个波长对应的波前之间相关程度的影响占主要因素,而湍流外尺度的影响相对较小。两个波长对应的波前之间的方差随着两个波长值的逐渐靠近而减小,随着波前传输距离的增大而逐渐增大。3.分析了在光束沿近地面水平传输后,自适应光学系统对不同波长的光波前校正的影响。分析了波前传感器中微透镜阵列对不同波长的色散作用而造成的光斑质心偏差,导致不同波长光束所对应的波前斜率产生了差异。讨论了变形镜的校正分辨率对波前的校正的限制作用,推导了变形镜中子镜尺寸对利用一个波长对应的波前校正另一个波长对应的波前的校正剩余方差。最后分析了格林伍德频率对自适应光学在双波长工作下的限制作用,系统工作频率应该大于两个波长中较大的波长所对应的格林伍德频率才能使得系统连续正常工作。4.为了在理论上提高自适应光学系统在双波长工作的校正效果,当目标光波长和信标光波长不同时,提出将目标校正波前的起伏方差和信标光波前起伏方差之比,作为自适应光学系统将信标光对应的波前作为校正反馈信息来驱动变形镜校正目标光波前的校正修正系数。由变形镜子镜尺寸等参数得到校正的修正系数加载到变形镜面型控制中,与直接校正的状态相比,加校正系数后的斯特列尔比在逐步上升而最终趋于完全校正的理想状态,使得在理论上改善了自适应光学双波长工作的校正效率,对提高自由空间光通信系统接收端的空间-光纤耦合光功率有着进一步的优化和提升作用。结果表明:在沿水平传输的不同波长对应的畸变波前中,长波长对应的波前起伏程度小于短波长对应的波前起伏,当两个波长对应的波前在大气湍流中传输时,湍流内尺度的影响远大于湍流外尺度对波前的影响;当两个波长相接近时,采用一个波长对应的波前校正另一个波长对应的波前后的校正效果更好,波前校正距离对不同波长对应的波前校正有着重要的影响,波前校正越接近于理想情况,湍流内尺度对采用这种不同波长的波前进行校正的效果受到湍流内尺度的影响越明显;采用被校正波前的起伏方差和探测光波前起伏方差之比作为校正系数,理论上可以提升这种校正方式的校正效率。