高功率激光束在工业、军事领域等具有广泛的应用前景,目前通过实现多台中低功率激光器的相干合成来获得高功率输出激光是一种重要的解决方案。而光锁相环在激光相干合成中对激光相位的确定以及获得目标输出有着重要的作用。因此,研究激光相干合成技术有着重要的现实意义。本论文主要的研究内容是科斯塔斯锁相环在激光相干合成输出中的数学模型的建立,同时利用Simulink软件进行了仿真实验。首先对基于科斯塔斯锁相环激光相干合成的理论支持即相干性理论、MOPA结构进行了理论研究,同时比较系统地研究了爬山法、外差法、随机并行梯度下降算法、自适应相位控制算法的优缺点,选择了有可借鉴实例的外差法。接着又对平衡锁相环、科斯塔斯锁相环、决策驱动锁相环、同步位锁相环、振荡锁相环等几种常见的锁相环的结构进行比较,最终决定采用激光器线宽要求最低的科斯塔斯锁相环并进行了详细的理论分析。根据对整个相干合成过程的分析以及模块的选择,搭建了相关的数学模型。在Simulink中利用数学模型建立了仿真模型,对输出的结果进行捕获。接着分别对不同类型噪声的相位抖动、不同类型噪声相位抖动的偏移、不同类型噪声相位抖动的强度对系统输出的影响进行了仿真分析。最后介绍了光纤激光相干合成系统的应用前景,分析了本文实验中的一些不足,提出了可以继续改进的地方。