在激光通讯领域中,大气湍流是考虑的重要因素之一,它影响着光波的相位和振幅,引起波前畸变、光强闪烁、质心漂移以及光斑破损等一系列的效应,严重影响了系统的性能。本文设计了一套利用差分法测量大气相干长度的测试仪。论文对大气湍流的特性和影响大气湍流参数进行了详细的论证,分析了比较了测量大气湍流参数的方法。介绍了系统的两种测量原理差分法和到达角起伏法,并对系统的技术指标和总体设计展开讨论,选取了系统的不同性能器件。用软件CODE V对系统像质进行光学仿真,得到DIMM系统成像质量好,分辨率高,各项指标均达到要求。另外,对透射式和反射式结构的优缺点进行比较分析,DIMM系统观测的星等是微光、大孔径的,因此选取了透射式结构。最后,在晴朗的天气下,对DIMM系统进行野外试验,连续16小时对目标星进行观测得到数据,根据数据绘制了大气相干长度曲线图,发现在一天中,中午时段大气相干长度最小,湍流最强。在一年中,冬季相干长度最长,湍流最弱,DIMM系统在测量大气相干长度方面具有可行性。