为了应对大气湍流对光波前的不利干扰并提高自由空间光通信的可用性,我们重点研究了湍流波前的特性和波前模拟-校准的方法。本文设计了一个大气湍流环境下的光学模拟系统,围绕该系统的功能需求进行了算法的研究工作。首先利用Zernike多项式构造了圆形孔径内的空间波前相位屏幕,其中具有相位信息的点的密度是可调的。随后对该屏幕内的相位结构进行了分析,根据Kolmogorov湍流的空间和时间相关性,巧妙地通过使用并行时域滤波器来恢复具有可变时间稀疏性的波前相位屏幕的平滑变化,并由此设计了一种具有灵活调整分度的混合时-空域激光波前模拟器,以模拟畸变相位的时空域变化过程并可用来评估光学算法校准的性能。随后根据模拟系统的功能原理,构建了合适的区域关系模型以通过微透镜阵列成像的规律建立相位和参考点偏移量的关系,从而得到在该系统上进行波前相位恢复和自适应畸变校准的方法。我们的研究结果能够在之后的工作里运用到光通信系统之中,帮助光通信系统增强应对不同环境时的稳定性和可靠性,提升其通信性能。