星间通信领域的发展趋势,要求通信系统实现更高的带宽,数据率和传输距离。激光通信相对于传统的微波通信体现出了巨大的优势。相干光通信技术可以提高接收灵敏度,增强信号传输的抗干扰能力,适合光信号的长距离传输,在空间光通信领域有巨大的应用价值。光频锁相环作为相干光通信的关键技术,实现本振波与信号波相位同步,具有很大的发展空间与研究价值。本文以1064nm相干光通信为课题背景,对光频锁相环技术进行了深入的研究。针对光频锁相环的特点,结合对于环路系统性能的相关要求,进行了环路设计。设计了相应的机制将本地激光器的两种频率调谐方式有机的结合起来,并且设计了程序实现了系统的优化。本文首先介绍了相干光通信系统以及锁相环技术的背景与特点。结合传统锁相环技术理论,对几种常用的光频锁相环的工作原理进行了介绍与分析。随后对光频锁相环中的重要部件,可调谐激光器和环路滤波器进行了介绍。区别于传统锁相环系统中的压控振荡器,文章对课题所采用的环形激光器的结构,工作原理以及频率调谐机理进行了较为详细的介绍,并结合理论推导,就环路滤波器对系统性能的影响做了详细的分析。结合实验条件,为选择环路滤波器提供了理论依据。从锁相环的原理入手,搭建模型对光频锁相环系统进行仿真分析。针对可调谐激光器的工作特点,设计了环路频率控制机制,并且结合理论分析,搭建实验平台,最终在环路总增益为2.7MHz的条件下,实现了锁相环路系统短时间的相位锁定,并对系统参数对环路相位锁定性能的影响,以及不同的环路失锁的类型进行了相关的分析。此外对环路频率控制机制作出了改进,编写频率扫描自动控制程序为频率扫描方式的实现提供了一种自动化运行的方案。