自由空间光通信由于其准直性强和保密性好的优点,已经成为一个研究热点。传统的近红外波段激光在大气信道中传播时,极易受到大气衰减和大气湍流等因素的影响,使其在传输过程能量受到衰减,传播方向产生偏差而影响通信质量。而衰减湍流性能较好的中红外波段由于相关器件的限制使其在大气信道中传输的优势一直被忽视。本文主要针对中红外激光的产生和大气传输特性进行研究。利用差频技术和准相位匹配原理,采用掺MgO的周期铌酸锂(MgO:PPLN)晶体,获得了宽调谐、高稳定的中红外激光光源。实验分别采取1083 nm和1550nm的窄线宽连续光源作为泵浦光和信号光,当泵浦光功率和信号光功率分别放大到2.8 W和3.5 W时,获得最大闲频光功率为3.2 mW,峰峰值功率抖动小于2.8%;通过改变信号光的波长,得到了可调谐范围为3547.6 nm~3629.1 nm的多波长闲频光输出。根据大气信道对激光信号产生的衰减效应和湍流效应,对中红外波段和传统的近红外波段进行了研究对比。利用HITRAN软件中的美国大气模型,得到两个波段在不同传输距离下的吸收率,结果表明中红外波段在水汽含量较高的长距离传输时吸收率更低;根据单光子多次散射模型,采用蒙特卡洛方法模拟了大量光子的运动轨迹,对比得到了两组波长下光子的散射特性,结果表明中红外波长光子到达接收面时更集中,其中心处相对光强为近红外波长的1.6倍,并且在低能见度下进行长距离传输时,中红外波长的透过率比近红外波长提高了1倍。本文最后对比分析了大气湍流对中红外波段和近红外波段的影响,在不同湍流强度下传输不同距离对闪烁指数的影响以及不同初始束腰半径对光束扩展的影响。仿真结果表明,在进行长距离传输时,中红外波段在光强闪烁和光束扩展方面更加具有优势。综合衰减效应和湍流效应的分析结果,表明了中红外波段相对于传统的近红外波段具有更好的衰减和湍流性能。