为了满足空间激光通信对高速率、高灵敏度的要求,本课题开展了基于副载波调制的零差相干探测系统的研究,论文主要针对副载波调制技术对光学锁相环的性能影响进行了分析和验证,完成了系统的设计与实验。光学锁相环的研究对空间激光通信领域具有重要意义。本文首先介绍了空间激光通信系统的基本原理以及相干探测的种类,对几种典型的光锁相环建立理论模型,并对其性能进行比较。为了满足光锁相环中频率调谐的高速率、宽范围的要求,提出了一种新的光锁相环结构,即副载波锁相环(SC-OPLL)。本文对副载波调制技术的基本原理进行了详细的介绍,分析了副载波调制技术对光学锁相环的性能影响。针对这些性能要求,进行了零差相干通信系统的设计仿真与实验测试。实验结果表明,当系统在相同调制速率、误码率等条件下,采用副载波锁相环可以有效提高零差相干系统的探测灵敏度。