目前自由空间光通信系统采用的光源多为1.55μm半导体激光器,经掺铒光纤放大器后发射功率最高5W左右,限制了空间传输距离,激光发射角不可调,依靠机械式跟瞄系统。激光相控阵作为一种新兴的相干合成技术,采用阵列结构可以增加输出光的能量,控制合成光相位可以实现发射光束角度扫描,提高了动态目标捕获速度。激光相控阵应用于空间激光通信系统,可以大大改善系统性能,实现超远距离高速传输、快速捕获跟踪,成为最有前景的激光通信技术,具有重要的研究意义。本文首先介绍了相控阵以及空间光通信的研究进展,然后讲述了相控阵的基本原理和通信的相关知识。主要介绍了通信系统的组成,包括光发射机、光接收机、光学天线和跟瞄系统,光发射机由种子源和调制器组成,将待传输的信号通过调制器加载到种子源发出的光载波上,经过光学天线发射到大气信道中。光接收机由光探测器和信号处理设备组成。对系统中的调制器、探测器和光学天线的工作原理进行了研究,并且设计了基本的1.06μm空间激光通信系统,实现了高速通信,调制速率最高为10Gb/s,调制方式为强度调制,空间传输距离为2m。研究了以光纤激光相控阵作为种子源的空间激光通信系统,设计了相控阵空间通信系统,采用强度调制,调制速率分别为53Mb/s、120Mb/s、155Mb/s,传输距离为2m,通过实验验证了相控阵空间激光通信的可信性。进行了相控阵种子源和单路调制实验,对比在种子源处调制和在相控阵多条支路中的一路调制两种方式,根据得到的波形图和眼图分析,得出在相控阵种子源处调制是比较合适的调制方式。设计了相控阵多载波调制实验,在相控阵多支路中的两路同时增加强度调制,经过相位控制后,在接收端得到明显的频谱图,最小频率差为0.08MHz,最大频差为20MHz,说明了相控阵能够实现多载波调制,证明了相控阵在空间通信中的应用前景。