光的相干和偏振现象是光的基本特性,是处理可观测量的统计光学范畴。世界光学权威Wolf教授在2003年创历史性地提出了关于随机电磁场的相干偏振统一理论,明确指出光的相干和偏振这两个独立的基本特性是相互紧密联系在一起的,并且可以用统一的方法手段即通过使用2×2电场关联矩阵也就是交叉谱密度矩阵来确定随机电磁光束经过确定介质或随机介质传输的光谱密度、光谱相干度、光谱偏振度等统计光学特性的变化。相干偏振统一理论独辟蹊径,丰富了光学的理论体系,并且给如跟踪、光通讯、遥感等某些光学应用领域作出了重要理论指导。近几年被研究的最广泛的光束就是高斯谢尔模光束,最近有一个新型的光束称之为非均匀关联光束被提出研究。温度的波动性是引起大气湍流的主要原因,并且相对来说易于理解,因此光束在大气湍流介质中传输被研究的较多。而温度和盐度的波动性是海洋湍流形成的主要原因,在有关学者提出一个关于海洋温度和盐度波动的综合模型之后,光束在海洋湍流介质中的各种应用引起了人们的研究兴趣。本论文重点研究了随机电磁涡旋光束和非均匀关联光束在海洋湍流介质中的传输特性,并通过数值模拟得到了光束的光谱密度、光谱相干度、光谱偏振度等统计特性的演化规律。全文共分四章,安排如下：第一章简单介绍了相干偏振统一理论的发展进程,国内外相关研究领域的研究现状以及发展趋势和本论文的研究目的与意义。然后介绍了本论文涉及的一些理论基础和研究方法。第二章通过运用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式和矢量积分计算推导了随机电磁涡旋光束在海洋湍流中传输的交叉谱密度矩阵元的表达式,由此通过选择合适的参数数值模拟了该光束在海洋湍流介质中的光谱密度、光谱相干度、光谱偏振度等传输特性的演变规律。数值模拟的结果显示,海洋湍流会影响随机电磁涡旋光束的光强分布,从最开始的中间有暗核的光强分布到传输至足够远之后的高斯分布；同时我们还发现,在光源为各向同性的情况下,该光束传输到足够远的距离之后其偏振度会回到初始值。第三章我们讨论了电磁非均匀关联光束在海洋湍流中的传输特性。利用积分公式计算我们得到了电磁非均匀关联光束在海洋湍流中的传输方程。通过数值模拟,我们研究了该光束在海洋湍流中传输时其光谱密度和光谱偏振度的变化情况。我们发现,海洋湍流会显著影响该光束的横向光谱密度最大值以及光斑的扩散程度,并且也会影响其偏振度的变化。第四章总结已完成的工作,并指出还需深入研究的工作。