相干合成是获得高功率、高光束质量激光输出的有效方法之一。在光纤激光相干合成中，激光阵列的光束拼接、倾斜波前和活塞相位直接影响合成光束的质量。实际的相干合成系统中，由于装配误差、指向误差、机械振动和大气扰动等因素的影响，各个单元光束的光轴会发生偏移，导致目标处光斑无法有效重合，从而严重影响相干合成的效果。要想进一步提高相干合成的光束质量和系统稳定性，必须对倾斜波前进行有效控制。本文基于共形发射激光阵列，利用随机并行梯度下降（Stochastic Parallel Gradient Descent: SPGD）算法，系统开展了相干合成中倾斜波前控制的理论和实验研究。论文首先回顾了国内外研究人员在相干合成中倾斜波前控制领域的研究成果，总结了倾斜控制技术的发展现状，介绍了相干合成中倾斜波前控制系统的基本结构，对比分析了常见的倾斜波前控制器件和光电探测器件，进行了算法控制器的对比和选择，讨论了各种用于评价合成效果的性能评价函数的优劣，阐述了进行优化控制不同算法的思路和实现步骤。在此基础上，选择自适应光纤准直器（Adaptive Fiber-Optics Collimator:AFOC）作为实验中的主要倾斜控制器件，高速相机和带小孔光阑的光电探测器（Photonic Detector: PD）作为光电探测器件，桶中功率（Power in the Bucket: PIB）作为性能评价函数，利用SPGD算法对相干合成中的倾斜波前控制进行研究。其次，建立了相干合成中倾斜波前控制的理论模型，通过计算机编程进行了数值模拟，利用SPGD算法对倾斜波前误差进行了有效的校正。通过大量的仿真和模拟，系统地对比分析了不同性能评价函数、算法控制参数、倾斜误差均方差（Mean Square Error: MSE）、倾斜误差频率以及合成激光数目等因素对倾斜控制效果的影响。结果表明：PIB计算量小、收敛效果好、实用性强，可作为实际实验中的评价函数；随着倾斜误差MSE、倾斜误差频率和激光数目的增加，倾斜控制的效果明显下降。同时对倾斜波前的动态控制带宽进行了数值模拟，结果表明随着激光数目、倾斜误差MSE和倾斜误差频率的增加，系统的控制带宽明显下降。进一步，对延迟随机并行梯度下降（Delayed Stochastic Parallel Gradient Descent:D-SPGD）算法在远距离相干合成系统中倾斜控制的效果进行了数值模拟，分析了倾斜误差MSE、激光数目和传输距离对控制效果以及控制带宽的影响。数值仿真结果表明，相对于SPGD算法，D-SPGD算法可以显著提高远距离相干合成系统中倾斜控制迭代速率，且激光数目的增加对系统收敛效果的影响很小。然后，在理论研究的基础上，搭建了光纤激光倾斜和锁相串行控制及并行控制系统，完成了相关控制程序的设计。在串行控制系统中分别进行2路和4路激光实验，在并行控制系统中则分别进行4路和6路激光实验。实验结果表明：在两个系统中，倾斜控制均可以使分散的光斑高度重叠在一起，锁相控制可以有效补偿活塞相位误差；串行控制系统适用于相干合成中倾斜误差的准静态校正，并行控制系统则更适用于倾斜误差的动态校正。最后，搭建了2路总功率为350W的高功率光纤激光放大器相干合成系统，进行了锁相和倾斜并行控制实验，研究了系统的倾斜控制带宽。结果表明，高功率情况下，利用AFOC可以对相干合成中倾斜误差进行有效校正；在倾斜误差MSE为10μrad时，系统的动态倾斜控制带宽约为5.40Hz。