大气激光通信属于无线光通信的一种,相较于传统的微波通信,激光通信具有通信带宽高、抗干扰能力强、灵活性高和架设方便等优点,具有非常广阔的发展前景。论文主要对大气激光通信面临的大气效应影响和对准困难等难点技术展开研究,搭建了适用于短距离的激光通信原理样机,它具有成本低、重量轻且尺寸小的特点。首先就大气效应对激光通信的影响进行了研究。通过对理论模型的分析与仿真,研究了大气效应对误码率和光束质量的影响,通过仿真分析选择了合适的通信体制和通信波长。通过对比分析大气效应和发散角对光束扩展的影响,探讨了将对光束宽度的控制转化为对发散角控制的合理性。然后,本论文对链路功率预算方程进行了分析。通过对该方程的分析,得到影响系统性能的主要因素是几何扩展损耗、瞄准损耗和接收系统的效率,并完成了子系统的损耗分配。通过对比已有的抑制大气效应的方法,本文提出了一种改进的光束宽度调节方法,通过引入约束方程,利用多种优化指标对光束宽度进行优化。通过对几何扩展损耗和对准损耗的分析,完善了约束方程的表达式。经过仿真分析,验证了所提光束宽度调节方法的有效性。最后完成了近程大气激光通信系统的子系统设计及样机的性能测试。确定了所用系统的光路,通过比较不同接收天线的特点明确了本系统所采用的接收天线的类型,进而完成了光学子系统的设计。本文通过接收系统的视场角并结合应用背景确定了瞄准子系统的瞄准精度,并提出了适合本系统的对准策略。通过对相应机械结构的设计,完成了原理样机的搭建工作。通过测试实验,测试了系统在不同湍流下和存在雾霾时的通信性能,验证了系统性能满足预期指标。