自由空间光通信（Free Space Optical Communication,FSO）是一种以激光为信号载体,以大气、海水等自由空间为传输介质的新型无线通信方式,具有传输带宽大、通信速率高、抗干扰性强以及部署机动灵活等优势,因而迅速成为通信领域的研究热点,广泛应用于卫星通信、星地通信以及军事等领域。但是当激光在空间光路中传输时,一方面由于大气湍流的干扰,容易引起光强闪烁、光束漂移、波前相位畸变等现象,另一方面在接收端通常使用模场半径极小的单模光纤进行空间光耦合,进一步增加了激光被系统接收的难度,最终导致接收光功率减小,严重影响通信系统稳定性,因此如何补偿湍流干扰,提高光纤耦合效率已经成为空间光通信必须解决的问题。本文主要针对空间光通信中的湍流补偿技术——自适应光学技术展开研究,并对基于少模光纤的模式分集接收技术进行了部分前瞻性研究,主要工作内容如下:1、针对自由空间光通信和湍流补偿技术的发展情况进行了调研综述,主要包括:自由空间光通信系统的国内外研究进展、大气湍流对激光传输的影响、目前主流的湍流补偿技术等。2、研究了空间光通信系统中的激光传输理论和大气湍流统计模型。基于分步傅里叶算法实现了激光在大气信道中的传输仿真;基于Kolmogorov湍流功率谱密度和Taylor湍流冻结理论实现了静态、动态湍流相位屏的数值模拟,并利用湍流信道模型验证了湍流仿真正确性;此外,介绍了空间光通信接收端单模、少模光纤耦合效率的计算方法。3、完成了基于随机并行梯度下降算法（Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD）的无波前传感自适应光学系统的数值仿真,并利用该算法分别对空间光通信中静态、动态大气湍流所引起的波前相位畸变进行了补偿校正;同时,在仿真中利用少模光纤耦合解复用系统代替单模光纤进行了空间光耦合,分别讨论分析了 SPGD算法校正前后单模、少模光纤的耦合特性,初步验证了基于少模光纤的模式分集接收技术对光纤耦合效率的提升效果。4、完成了有波前传感自适应光学系统的理论建模和数值仿真。研究了有波前传感自适应光学系统中各个组成部分的工作原理与数学模型,介绍了常用的波前重构算法;通过数值模拟实现了对湍流效应所导致的畸变波前相位的复现及校正,并对该自适应光学系统对空间光通信中光纤耦合效率和波前相位均方根的校正效果进行了讨论分析。