星间光通信终端性能的地面检测与验证是发展星间光通信技术的重要研究内容，已经成为国际上的研究热点。星间激光通信系统要求发射的激光光束具有高度的平行性，波面接近光学衍射极限，波面检测已经成为终端检测与验证的主要内容。迄今已提出多种波面检测技术，而且测量精度相当高，但是制作较为复杂。本论文提出的小孔采样波面分析法尽管测量精度相对略低，但结构简单、便于操作，适用于曲率半径较小波面的检测。 本论文以傅里叶光学为基础，提出了新型的波面检测方法；并研制了星间激光通信远距离传输模拟装置的仿真计算软件。主要内容包括： (1)圆孔采样波面分析新方法用于检测振幅均匀分布光波波面矢高的研究。在对入射在圆孔光阑上的离焦光波的远场衍射图样的研究中发现，当圆孔光阑内采样光波的波面矢高为整数个波长时，出现基准衍射图样。当任意波面矢高的离焦光波入射在圆孔内，会在后焦面附近两个平面内出现同阶的基准衍射图样。在此理论基础上，文中提出三种测量方法，比较而言，由两个同阶基准衍射平面之间的距离确定待测光波的波面矢高的测量方法最为理想。通过两个实验验证了圆孔采样波面分析法检测光波波面矢高的可行性。这种方法具有结构简单、操作方便、成本低的优点。 (2)分析了圆孔采样波面分析法检测高斯光束发散度的可行性。高斯光束的远场发散度由光束的束腰半径决定。研究发现，当光阑孔径选取足够小，使得光束截断比小于0.2时，仍可以采用圆孔采样波面分析法检测光波的波面矢高，进而确定波面的曲率半径。提出通过测量高斯光束传输路径上两个截面内波面的曲率半径，确定光束的发散度的方法是切实可行的。 (3)采用不同形状的孔径光阑检测光波其他波像差的理论研究。采用椭圆孔光阑可以检测像散波面，当椭圆孔光阑与像散波面的等相位椭圆取向相同，长短轴比例也相同，且由孔径限定的光波的椭圆等相面的中心与边界的相位差为整数个波长时，远场衍射图样为椭圆形的基准衍射图样，因此可以通过椭圆孔光阑的取向和长短轴比例实现光波像散的检测，但相当大的技术难度目前是无法克服的；对于球差波面，虽然没有基准衍射图样出现，但轴向光强分布可以用来检测球差波面；小孔采样波面分析法不能用来检测彗差波面。 (4)在了解了星间激光通信远距离传输模拟装置设计原理及检测方法的基础上，研制了星间激光通信远距离传输模拟装置仿真计算软件。星间激光通信远距离传输模拟装置主要用于星间激光通信终端光束发散角和通信性能的测试。本论文采用Matlab科学计算软件研制了模拟装置仿真计算应用软件，对于给定的光端机，可以确定实际通信能够达到的误码率；也可以根据要求达到的通信误码率，确定所需发射光端机的各项参数。该软件使模拟装置对终端发散角及通信性能的测试系统化，便于使用者操作。