激光通信由于具有通信容量大、重量轻、功耗和体积小及保密性好的突出优点,为解决传统微波通信方式在通信容量、保密性及功耗等方面的瓶颈问题提供了一种新的途径,受到世界多国的高度重视并投入大量资源进行相关研究。相对于传统的微波通信方式,激光通信以激光束为载体进行信息的传递,因此,高精度的捕获、跟踪、瞄准(acquisition tracking pointing,ATP)技术是实现高精度激光束跟踪对准的关键技术,而性能优异的伺服控制器是ATP实现的前提与保证。本文在“激光载波测控与通信技术研究”项目研制的背景下,对激光通信伺服控制器进行了深入的研究,主要研究工作有如下几点:1)概述了国内外激光通信伺服控制器的研制现状,介绍了国内外主流伺服控制器的硬件架构,通过分析对比各种伺服控制器的硬件架构,总结了各自的优缺点,阐述了本文研究的意义。2)在系统地分析国内外激光通信伺服控制器研究现状的基础上,针对激光通信对高精度、多通道及高实时性的性能要求,提出本文ARM+FPGA的伺服控制器硬件架构,以ARM作为系统的主控芯片,FPGA作为协处理芯片,充分结合ARM在人机交互及系统管理方面的优势和FPGA在数据并行处理方面的优势。对整个系统按功能单元划分子模块分别进行设计,最后对各个子模块分别进行调试并分析验证了各个子模块的精度。3)为方便系统管理和后续系统升级,在ARM中移植了Linux操作系统并开发了Linux下FPGA的驱动和人机接口。针对激光通信高精度的要求,在FPGA中基于递归最小二乘算法完成了数字滤波器的设计工作。基于DSPBuilder开发了PID控制算法并验证了PID算法的性能。4)验证了本文所设计伺服控制器的性能,在实验室搭建实际的激光通信光路,使用本文设计的伺服控制器进行系统联调,实现了对快速反射镜X轴、Y轴等的控制功能,达到了对光斑实时跟踪的目的。测试结果满足激光通信对高精度、多通道及高实时性的技术指标要求,验证了伺服控制器设计的合理性和实用性。为后续激光通信的工程实践及相关研究提供了重要的依据。