自由空间光通信（Free Space Optical communication,FSO）有着丰富的频谱资源、通信容量大、很强的抗干扰性等优点,在实际应用中,还具有保密性强、无需频谱认证、安装灵活简单、造价较低、功耗较低、体积较小等特点,因此受到了广泛关注,也被认为是解决“最后一公里”问题的一个可靠方案。对于FSO通信链路性能易受到大气状态影响从而导致性能恶化的现象,需要相应措施来减少传输过程中所带来的干扰,信道编码技术便是一种有效的方式。信道编码技术通过在接收端对受到干扰的信号进行及时的纠错检错来提高整个自由空间光通信系统的传输性能。而极化码作为首个被证明可以达到香农限的信道编码方案,自提出后便得到了通信领域的极大关注。在自由空间光通信中,对极化码的研究相对较少,且相关的研究主要是基于大气弱湍流信道。本文针对适用于弱、中、强湍流的gamma-gamma大气湍流信道模型,将极化码作为自由空间大气光通信系统中的信道编码方案,主要研究工作包括以下部分:（1）分析自由空间光通信的信道特性并建立信道模型。通过对光波传输时大气效应（包括大气衰减效应和大气湍流效应）对信号造成的影响进行分析,建立了能够准确描述弱、中、强湍流强度的服从gamma-gamma分布的大气信道模型,并进行了仿真验证。由于大气湍流信道较为复杂,本文采用蒙特卡洛方法,在各种湍流强度下进行了极化码的构造。（2）对FSO通信中常用调制方式的软信息提取方法进行了推导。为了将极化码应用于自由空间光通信中,推导了采用不同调制方式时软信息的提取方法,并在不同湍流强度的信道下,对采用软判决的不同调制方式的未编码性能进行了仿真。（3）在构建的信道模型下进行了性能仿真并分析。本文综合性能与复杂度,采用循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check,CRC）辅助的连续删除列表（CRC-Aided Successive Cancellation List,CA-SCL）译码方法作为译码方案。在搭建的信道模型下,探究了极化码码长、码率以及译码宽度对其性能的影响,同时在不同湍流强度下对采取各种调制方式下极化码的性能进行了仿真,并将极化码与码长相近的低密度奇偶校验（Low Density Parity Check,LDPC）码在不同湍流强度下进行性能对比。结果表明,本文构造的极化码的性能相较于未编码时有了较大提升,且与码长相近的LDPC码相比,在大部分区间具有更优的性能,随着湍流强度的增强,这个优势更加明显。此外,与极化码不同的是,LDPC码还出现了误码平层现象,此时提升信噪比难以获得明显的性能提升,说明了极化码在自由空间光通信领域中具有较强的竞争力,可以较为明显的提升自由空间光通信系统的性能,在复杂的大气湍流信道中具有良好的应用前景。