光纤激光器是一种泵浦效率高、散热好、光束质量好、结构紧凑的固体激光器,被广泛应用于激光的能量传输以及信息传输。在这些领域中,模块化拼接结构的光纤激光阵列能够实现高功率、高光束质量的激光能量输出,也能够保证稳定、高效的空间光至光纤自适应耦合,是未来高能激光以及激光通信系统的重要研究对象。近年来,随着以自适应光纤准直器(AFOC)为代表的新型自适应光学像差校正器件研制成功,光纤激光阵列的应用场景进一步拓展,逐渐具备了应对实际大气湍流扰动的能力。实现光纤激光阵列的高速控制,在高能激光领域中意味着更远的大气传输距离、更高的合成光束能量,在激光通信领域中意味着更低的通信误码率。然而,受限于AFOC器件的谐振以及响应延时现象,阵列的控制带宽会受到一定限制。除此之外,随着阵列控制规模的不断发展(未来将达到百路以上),使得实时算法控制器的设计变得非常困难。本文将针对光纤激光阵列中这两个关键问题—被控器件AFOC的高带宽控制以及多通道高速实时算法控制器的设计展开研究。主要研究内容分为五个部分:第一部分,分析了光纤激光阵列的控制带宽。针对阵列中的控制算法—随机并行梯度下降(SPGD)算法进行了公式推导,分析了决定控制带宽的各种因素;测试了AFOC的频率响应特性,并根据结果进行了传递函数拟合;在AFOC传递函数模型的基础上,仿真分析了器件频率响应特性中固有响应延时以及谐振现象对SPGD控制带宽的影响,证明了进行延时补偿以及谐振抑制的必要性。第二部分,设计了精确延时SPGD(Precise-delayed SPGD,PD-SPGD)算法来补偿固有响应延时现象。介绍了PD-SPGD的工作原理;室内开展了基于自适应光纤耦合器(AFC)的光纤自适应耦合实验,结果展示出PD-SPGD能够将算法收敛时间由6.3 ms降低至2.5 ms,同时动态角度抖动的控制带宽提升1倍以上;开展了520 m大气湍流下的光纤自适应耦合实验,结果展示出在PD-SPGD算法控制下系统能够实现大气湍流有效抑制,进一步降低激光通信中的误码率。第三部分,提出了基于双二阶滤波器组的主动谐振抑制方法。介绍了该方法的谐振抑制原理,仿真分析了其谐振抑制效果;使用FPGA完成了滤波器组的数字实现;搭建实验平台对该方法有效性进行了验证,结果展示出AFOC的谐振现象几乎能够得到完全补偿,并且其时域的响应振荡也得到了明显的抑制。第四部分,设计了应用于大规模光纤激光阵列的模块化SPGD算法硬件控制平台。给出了平台整体设计方案,以及各部分详细实现方式;对平台性能进行了分析,结果展示其控制精度、实时性、以及控制通道数均能够满足百单元光纤激光阵列需求,并且很容易进行更大规模扩展。第五部分,利用七单元光纤激光阵列开展了相干合成实验,对提出的PD-SPGD算法、谐振抑制滤波器组、以及模块化硬件控制平台有效性进行了验证。结果展示出控制平台能够实现稳定的锁相及倾斜控制;滤波器组能够对闭环性能指标的均方差以及抖动范围进行有效抑制;在此基础上,PD-SPGD能够将算法收敛时间由5.63 ms降低至1.83 ms,控制带宽提升2倍以上。本论文围绕光纤激光阵列高速控制技术进行了理论分析、数值仿真以及实验验证研究,提出了多种创新性技术方法,解决了其中最关键的两个问题:执行器件的高带宽控制以及大规模控制器设计,为后续研究打下了坚实基础。