前言
奇點光學以其本身固有的奇異特性和在信息傳遞、微粒操控等領域的重要應用，引起了學術界的高度關注。近年來，因廣義惠更斯-菲涅耳原理的應用，用半解析或解析方法研究奇點光束在大氣湍流中的傳輸特性取得了進展。相關學者在大氣湍流中奇點光學的研究方面做了大量的科研工作，得到了許多有價值的理論模型和實驗方法，促進和推動了相關技術和學科的快速發展。開展大氣湍流中奇點光學的研究，對自由空間光通信、量子保密通信、激光武器、天體物理等領域有著重要意義。
本書內容主要建立在著者及所在科研團隊從事的激光大氣傳輸與奇點光學的研究、近年內承擔的相關科研項目和研究生教學基礎上，對大氣湍流中奇點光學的研究成果進行歸納、分析和總結。
全書共分6章。第1章為緒論，主要闡述大氣湍流中奇點光學的研究背景、意義和國內外研究進展，使讀者對大氣湍流中奇點光學的研究有一個大致了解；第2章為奇點光學與激光傳輸的基本理論，分別從奇點光學的基本概念、奇點光束的產生方法、激光傳輸的常用方法、部分相干光的基本理論四個方面進行介紹；第3章重點分析了奇點光束在大氣湍流中的傳輸特性，首先敘述了大氣湍流的基本知識，然後基於廣義惠更斯-菲涅耳原理，從光強演化、角擴展、束寬擴展和斯托克斯參量方面對渦旋光束和線刃型位錯光束在水平大氣湍流、斜程大氣湍流中的傳輸變換進行分析；第4章為相干渦旋在大氣湍流中的動態演化，內容包括相干渦旋的動態演化、相干渦旋產生分類與拓撲荷守恆距離、高階渦旋的動態演化和傳輸軌跡、相干渦旋偶極子在大氣湍流中的演化；第5章為刃型位錯的動態演化，分別研究線刃型位錯在大氣湍流中的轉化、圓刃型位錯在自由空間中的演化和在大氣湍流中的轉化；第6章為渦旋光束在大氣湍流中的光束質量，首先介紹了聚焦光斑尺寸、遠場發散角、斯特列爾比、陡峭度參數、桶中功率和光束傳輸因子等光束質量的評價參數，然後從不同角度分析了渦旋光束在大氣湍流中的光束質量及拓撲荷對渦旋光束質量的影響。
本書中涉及的理論及理論模型的描述，都節選自國內外本領域專家、學者公開發表的論文和研究成果，在寫作中不可避免地對參考資料在形式和內容上進行了不同程度的取舍或修改，文中盡可能對引用的參考文獻加以著錄，由於種種原因的限制，很難保證沒有遺漏或錯誤，歡迎各位讀者批評指正。
本書是在國家自然科學基金項目（Nos. 61405136、61178067、11247278和11547211）、山西省基礎研究項目（Nos.2012021016和2013021010-4）和太原科技大學博士科研啟動基金（No.20102016）等研究成果的基礎上撰寫的，在此對國家自然科學基金委員會、山西省科技廳和太原科技大學等部門和單位表示衷心的感謝。在作者的學術生涯和本書的寫作過程中，得到了許多前輩和老師的熱情支持和鼓勵，也得到了許多同事、朋友和學生的大力支持和幫助，如（排名不分先後）呂百達教授、邝小渝教授、張天纔教授、王雲纔教授、馮國英教授、張彬教授、蒲繼雄教授、季小玲教授、陶向陽教授、潘留占教授、袁孝教授、王磊教授、康小平教授、趙志國教授、趙光普教授、高曾輝教授、鄒其徽教授、蔡陽健教授、瀋波教授、陳志剛教授、魏計林教授、劉淑平教授、賴雲忠教授、羅亞梅研究員、馬建毅研究員、聶婭博傑博士、王飛博士、趙承良博士、王濤博士、張永濤博士、丁攀峰博士、張恩濤博士、程科博士、熊玲玲博士、劉永欣博士、丁超亮博士、闫紅衛博士、劉海崗博士、楊愛林博士、王偉偉博士生、曾軍博士生、索強波博士生等，在此恕不一一列出了，謹致以衷心的感謝！感謝電子工業出版社的徐薔薇等編輯在本書出版中所付出的辛勤勞動。本書在寫作過程中借鋻和參考了國內外同行的研究成果，引用了大量的參考文獻，謹在此表示衷心的感謝。
由於著者學識水平有限，加之大氣湍流中奇點光學的研究涉及面太寬，書中難免有許多不妥和錯誤之處，歡迎廣大讀者批評指正，謝謝。

著  者 
2016年6月