光无线通信具有高速、宽带、保密性强和应用灵活等一系列特点，近几年在局域网、城域网和军事应用领域受到了普遍关注，其所具有的比其它通信方式优越的特点，使之可能成为解决“最后一英里问题”的有效方案。　　本文主要研究了光无线通信关键器件与系统技术，从理论和试验上研究了光无线通信传输信道——大气光传输特性，并对大气信道的各种随机变化因素对信号传输的影响进行分析，重点研究了大气湍流对光传输的影响，从大气的物理性能上详细研究大气光传输特性及其对光通信系统产生的不良后果。运用频率变换方法，研究了单层和多层湍流大气的光场传播特性;在湍流的Kolmogrov模型基础上，采用菲涅尔衍射极限假设，得到了光场强度结构函数和相位结构函数的关系，提出了克服湍流影响的技术措施。　　分析与设计了光无线通信系统的光学天线，探讨了光学天线的设计要求及整体特性;运用光学设计基本理论，对高斯光束的发送和接收天线进行了详细的讨论和设计，分析了多种形式光学天线的特点、差异和共性。在研究了光学合一的发送、接收光学天线性能特点后，得出了此种天线形式虽然结构紧凑，但容易产生干扰，不适合于高速通信系统的结论，在此基础上，提出了一种具有适当带宽的光学滤波器、光损耗小、对杂散光抗干扰能力强的实用型发射、接收和瞄准一体化的光学天线系统，完成了设计与研制。　　研究了光无线通信系统的光功率均衡技术，提出了两个采用半导体激光器作为光源的空间光通信系统的光功率均衡的相关概念:起控功率阈值和均衡动态范围。分析了光功率均衡系统的起控阈值对功率均衡动态范围的影响，理论探讨并实验研究了合理设置半导体激光器工作点对提高功率冗余度利用率的作用和效果。提出了一种基于对称信道的宽范围无信标光自适应功率均衡系统，并在技术上采用嵌入式系统，实现了该功率均衡系统。　　对光无线通信接收系统的最佳接收原理和方案进行了研究，提出在光无线通信系统中，采用光强和光强分布—相位检测无波前传感器自适应光学系统，并分析了光无线通信系统对湍流大气波前畸变补偿系统的特性与要求，设计并研制出了具有光功率均衡功能和湍流补偿作用的光无线通信系统的光接收模块。　　研究了光无线天线系统的发射技术，采用电流扩展技术方案，解决了光无线通信光发送的关键技术问题，同时，提出并采用了对半导体激光器的二级制冷技术，设计并研制出高速、大功率半导体激光器调制驱动模块，安全可靠，经济实用。全部系统经实际通信检验，效果良好。　　设计并研制了光无线通信发送系统完整样机。实际通信效果证明，所研制的光无线通信系统具有良好的抗大雨和抗雾能力，证明了理论设计方案和技术实施方案切实可行。