Los efectos aero-ópticos son los factores clave que restringen la precisión de los sensores ópticos de vehículos hipersónicos, y la simulación numérica de los efectos aero-ópticos es una herramienta poderosa para analizar la distorsión aero-óptica. La mayoría de las investigaciones existentes se centran en el análisis de simulación de la distorsión por refracción basada en el campo de densidad a nivel macro mediante el método de trazado de rayos. En este artículo, se propone un método para analizar los efectos aero-ópticos basado en la interacción entre fotones y moléculas de gas, que puede explicar la distorsión óptica y la disipación de energía causadas por los efectos aero-ópticos a nivel micro. Al establecer un modelo de transmisión de fotones en turbulencia, se diseña un método de simulación de efectos aero-ópticos basado en un mecanismo microscópico que supera las limitaciones de un método macro tradicional en los análisis de energía. Los parámetros de distorsión óptica basados en fotónica se comparan con las magnitudes físicas de los efectos aero-ópticos tradicionales, lo que verifica la efectividad del análisis micro a escala macro y proporciona una nueva idea para estudiar el mecanismo microscópico de los efectos aero-ópticos.