自由空间光通信(Free Space Optical Communication,FSO)系统是指以激光光波作为信息载体,以自由空间作为信息传输媒介的通信系统。捕获(Acquisition)、对准(Pointing)、跟踪(Tracking)(APT)系统是自由空间光通信系统的重要组成部分,为适应自由空间光通信系统小型化、一体化的发展需求,APT系统使用一个光电探测器代替原来的粗跟踪和精跟踪探测器,将粗跟踪系统和精跟踪系统合二为一,简化系统结构。阵列探测器适用于粗、精跟踪一体化的APT系统,本文以阵列探测器为核心器件,以快速偏转镜为辅助器件搭建了激光光斑位置检测系统,并深入研究了基于阵列探测器的激光光斑位置检测技术。本文主要的研究内容如下:1.介绍了高斯光斑模型下,阵列探测器的位置检测原理和光斑位置检测系统的主要指标参数。在此基础上建立了光斑位置检测算法的数学模型,并分析了影响光斑位置检测精度的主要因素;2.分析对比了几种常用的光斑位置检测算法,在无穷积分法的基础上引入多项式误差补偿因子减少死区和探测单元不均匀性带来的误差,光斑位置检测的均方根误差为0.78μm,最大误差为5μm。3.针对粗跟踪阶段的大视场和快速捕获需求,提出边缘阈值判断归心算法和全局路径规划归心算法,视场达到70.3mrad,光斑位置的检测精度均优于20μrad量级,并且归心速度快,用时少。4.设计了阵列探测器的后端放大电路以及数据采集电路,搭建了基于阵列探测器的光斑位置检测试验平台,对光斑位置检测算法和粗、精跟踪一体化的可行性进行验证。综上所述,本文基于阵列探测器提出的三种光斑位置检测算法,对自由空间光通信光斑位置检测的完善具有理论指导意义。针对APT系统,提出的粗、精跟踪一体化设计方案,对自由空间光通信系统的小型化、一体化应用具有一定的实际应用价值。