自由空间光通信技术适用于海洋环境中的信息传输,但海洋大气严重限制了自由空间光通信系统在海洋环境中的性能。为了降低海洋大气对自由空间光通信系统的影响,需要对水面上方传输激光的波前畸变进行特性化研究,并设计合理的控制算法进行波前畸变的校正。本文围绕水面上方传输激光束波前畸变的特性化及校正技术展开了研究,实现了激光束波前畸变的精确测量及重构,对自适应光学系统进行了动态特性建模和控制器设计,设计并搭建了海洋大气湍流模拟装置和自适应光学系统实验平台。利用波前传感器进行激光束波前畸变的精确测量和重构,研究了采用不同热辐射装置、经过不同加热时间后激光束波前畸变的变化特性。根据自适应光学系统的输入输出数据,建立了自适应光学系统的动态多输入多输出模型,并基于该模型设计了自适应光学系统闭环控制器。利用闭环自适应光学系统对经大气湍流扰动的激光束波前畸变进行实时校正,有效地降低了光束的波前畸变,验证了系统性能。结果初步验证了基于动态耦合模型的控制器在水面环境及较强湍流时对激光束波前畸变的可行性,为自适应光学技术在海洋的应用奠定了基础,研究成果可用于提高海洋环境中自由空间光通信系统的通信质量。