激光信息在大气中传输是目前大气光学领域最为活跃的研究热点之一。由于激光本身所具有的高强度、高相干性、高单色性和高方向性等特性，从而有容量大、波束窄、速度快、保密性好和抗干扰性强等优点，因此激光成为无线光通信中最理想的载体。由于大气折射率的随机起伏，激光在大气湍流中传输一定距离后，光束将发生扩展，光强将出现起伏，光束所带的信息受到不同程度的破坏或丢失，这些都严重地影响了激光通信的性能。其次激光束与大气中的分子、气溶胶等微粒的散射和湍流效应对信息传输、接收和利用都有较大的影响，从而使大气激光通信系统的研究难度增加，研究进程缓慢。因此，深入研究激光束在大气中的传输特性，对无线光通信的应用具有重要的现实意义。本文首先介绍了大气光通信的传输特性和国内外的研究现状，主要研究了大气激光通讯系统主要模块的工作原理，并分析各模块的主要功能，重点研究通信系统的光发送模块、接收模块以及光学传输模块，并设计了各部分的电路图和主要光学装置的结构和参数的选择进行分析。为了在实验室内实现较长的有效光程，因此在典型的Herriott型光学长程池基础之上设计了新型光学长程装置。利用OPtiSystem软件对多路光信号的复用技术进行仿真分析。最后，在FSO自由空间光通信试验平台以及Herriott多光程池来完成数据的双向传输和误码率测试实验。