空间激光通信由于其传输速率高、通信容量大、安全性好等优点在无线通信领域受到越来越多的关注。现如今空间激光通信技术在航空、航天、深海等领域飞速发展,具有非常广阔的应用价值。为了降低空间光通信系统的组建成本,提升同一套系统的适用性和便携性,多调制格式兼容技术应运而生,该技术可以使多种调制格式兼容在同一套硬件系统中,并通过切换调制格式以适应不同环境。但该技术的研究刚刚起步,还存在较多理论及技术问题有待进一步解决。为此论文针对多调制格式兼容发射技术,理论研究了多调制格式兼容发射、切换机理和实现途径;仿真分析了多调制格式兼容发射的可行性;设计和搭建了基于双IQ调制器的多调制格式兼容发射硬件系统,在室内和野外两种环境实验研究了所搭建的系统性能。具体研究部分可概括为以下几点:1)研究了多调制格式兼容发射系统的组成和工作原理。首先研究了内调制和外调制等调制技术基础;其次研究了多种相干与非相干光通信调制格式的定义与实现方式;最后基于电光调制器的基本原理进一步研究了多调制格式兼容原理和格式切换方法。2)仿真研究了多调制兼容发射模型及性能。基于Optisystem软件建立了开关键控（On-Off Keying,OOK）、二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying,BPSK）、差分相移键控（Differential phase shift keying,DPSK）、正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying,QPSK）、偏振复用差分正交相移键控（Polarization Multiplexed Differential Quadrature Phase Shift Keying,PM-DQPSK）五种独立调制系统和格式兼容系统。仿真了兼容系统的兼容性与通信性能,分析研究了各种调制格式的光谱图,眼图,误码率（Bit Error Rate,BER）和误差幅度矢量（Error Vector Magnitude,EVM）等结果,仿真结果表示所设计的兼容发射系统的性能符合通信要求,表明所设计结构的可行性。3)实验研究了室内多调制格式兼容发射硬件性能。首先建立了基于光纤信道的多调制格式兼容收发桌面系统。其次实验研究了兼容性能、切换性能及通信性能,实验得到星座图、眼图、质量因子和BER等,结果表明该系统可兼容产生及切换所设计的五种调制格式;实验表明相同速率和相同BER条件下DPSK格式拥有最高接收灵敏度;当发射端产生40Gbps的PM-DQPSK调制格式信号时,离线接收条件下,BER为10-7时的灵敏度约为-39.8d Bm。4)实验研究了室外多调制格式兼容发射硬件性能。首先建立了基于野外空间信道的多调制格式兼容发射及接收系统,其次完成了远距离自由空间光通信实验研究,具体包括:（1）测量并分析了0.89km、6.7km、11.9km距离空间链路下各种调制格式通信性能与不同格式的抗湍流能力,研究接收端解调出的星座图、BER等数据;（2）研究比较了不同湍流环境下多种调制格式的性能;（3）研究了孔径数量个数对抗大气湍流通信性能的影响。结果表明:（1）所设计的调制格式兼容发射接收系统在野外空间信道可实现通信;（2）面对不同湍流影响,兼容五种格式中DPSK抗湍流能力最高;（3）多孔径天线发射能有效抑制接收光功率抖动,在一定孔径数量范围内,孔径数越多效果越明显。