大气激光通信即大气中的自由空间光通信,是指利用激光作为信息载体在大气环境中进行的一种通信方式。自由空间光通信系统以其传输码率高、安装方便、成本低、安全性好等诸多优点已广泛运用于卫星通信与地面视距通信领域,有着良好的应用前景和巨大的市场潜力。大气激光通信技术作为一种宽带技术,主要的特点是能以较灵活的无线方式,在短距离内,以比现有系统低得多的投资,能获得光纤传送的容量,在解决“最后一公里”瓶颈方面有着重要意义和作用,可广泛应用于智能楼宇、金融和军事等方面。 本文首先介绍了自由空间光通信系统的特点与研究现状,然后在此基础上提出了一种多接口大气激光通信系统设计方案,分析了系统各模块的功能和设计关键。重点研究了大气激光通信光接收系统,包括基于雪崩光电二极管的光接收模块、光接口模块中的接收部分、快速以太网物理层协议标准、快速以太网接口电路与控制模块。对光接收模块、快速以太网接口、光接口与控制模块的功能及设计要点进行了详细分析,设计了各部分的电路原理图,并对各电路的主要器件的结构与性能参数进行了分析。另外,还对接收部分的噪声、灵敏度、动态范围等重要指标以及控制模块进行了分析。对各部分电路进行了实验测试,并给出了系统总体调试结果。最后,总结了系统需要进一步完善的方面,并对自由空间光通信系统的应用前景进行了展望。