大气激光通信技术有着结构轻便,保密性强的特点。在国防科技领域有着很好的表现,也因其信息传输速率高和通信网络可升级的优势在通信行业内很受欢迎,受到了各国的重视,在二十一世纪以来有了长足的发展。虽然大气激光通信技术有着各种各样的优点,但是环境因素会对信道产生干扰,制约了其发展。大气激光通信受大气湍流效应的影响是不容忽视的,湍流效应往往能决定整个系统的性能是否适合通信,因此研究大气湍流特性对于了解大气信道环境、从而提升大气激光通信系统的性能是十分有意义的。湍流大气中脉冲的瞬态特性是指脉冲宽度达到皮秒或皮秒以上量级时,其在湍流大气中的时域特性。通过对大气湍流环境下光场的时间一阶和二阶强度矩表达式的分析,发现光强的起伏与时间之间有着很强的关联性,而光强又是研究大气激光通信中脉冲展宽和脉冲到达时间抖动现象的重要参数。那么,要掌握脉冲的实时变化情况,就必须要研究超短激光脉冲的瞬时展宽变化和到达时间的变化情况。这样就可以有针对性地改善大气激光通信系统的通信性能。通过研究发现巴特沃斯滤波器在级联后的频域响应与有高斯包络的激光脉冲通过水平大气信道后的频域响应类似,据此可以建立模型用来研究高斯脉冲的时域展宽,且在弱起伏到强起伏均适用。运用此模型仿真了不同初始脉宽、通信距离、波长和湍流强度下的脉冲展宽情况,得到了脉冲展宽与初始脉宽、波长和湍流强度等物理因素的关系。关于研究水平链路下脉冲到达时间的问题,文章中利用结合单位延时滤波器和分数滤波器的方法,建立了脉冲瞬时到达时间的模型,仿真得到了归一化频率和湍流强度与脉冲到达时间的关系,该模型经仿真验证,达到了飞秒级精度。在仿真后,本文建立了真实实验环境验证仿真结果。利用大气湍流池模拟真实大气湍流环境,对通过大气湍流池后的激光脉冲运用自相关仪和示波器处理。将得到的每个脉冲进行单独处理,得到了关于脉冲的展宽和到达时间数据,仿真结果与实验基本一致。