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空间激光通信系统具有传输速率高、信道容量大、保密性强、抗干扰能力强的优势,是当今的热点研究对象。相干激光通信主要应用于星间激光通信链路,由于通信链路的距离较远,以至于探测到的信号十分微弱。针对远距离星间激光通信的应用需求,本文研究了基于QD（Quadrant Detector,象限探测器）的数字光电外差探测技术。该技术可以提升光通信接收机的探测灵敏度以及对信号光的跟瞄精度。本文设计采用QD进行外差探测来接收微弱光信号,并采用BPSK（Binary Phase Shift Keying,二元相移键控）的调制方式进行通信。同时利用QD实现了光斑位置探测以及无脱靶量输出时对信号光的捕获瞄准,初步基于QD在外差探测中实现通信与跟踪的复合。本文首先介绍了QD在空间激光通信中的应用现状,其次讨论了QD外差探测与通信原理,提出了基于QD实现数字光电外差探测系统的实现方案,并完成了硬件设计。硬件系统包括QD、TIA（Trans Impedance Amplifier,跨阻放大器）、ADC（Analog-to-Digital Converter,模数转换）、FPGA（Field-Programmable Gate Array,现场可编程门列阵）以及ARM（Advanced RISC Machine）处理器。软件方面,本文采用FPGA数字算法进行信号处理,主要包括外差探测的通信调制与解调、光斑脱靶量解算以及光斑捕获算法,实现了外差探测的数字化。通过理论分析得到当误码率为10-6、通信速率为10Mbps时,QD外差探测系统的直接探测灵敏度为-37.4dBm,外差探测灵敏度为-73.8dBm,探测灵敏度提升了36dB。当信号光光功率为-37.4dBm、光斑半径为1/2光敏面半径（500μm）时,直接探测位置分辨力为8.29μm,实现1/250的细分能力,外差探测位置分辨力为0.01μm,实现1/200000细分能力,光斑位置探测性能提升了29dB。最后搭建了实验系统,采用直接探测的方式,在通信光波波长为1550nm、光功率为-15dBm时,通信速率最高实现20Mbps。当误码率为10-6,通信速率为10Mbps时,探测灵敏度为-27dBm。其次进行了外差探测通信解调的仿真实验,验证了系统的外差探测通信解调能力。光斑位置探测方面,对不同光功率及不同光斑大小时的光斑位置探测误差进行了标定,并实现了无脱靶量输出时对信号光的捕获瞄准。本文初步论证了利用QD实现数字光电外差探测的可行性,通过直接探测与外差探测的对比证实了QD数字外差探测系统性能的提升,为基于QD的数字外差探测光通信系统的应用与设计奠定基础。