自由空间光通信是目前通信领域的研究热点和前沿,在众多适用于自由空间光通信系统的调制格式中,DPSK光调制格式最受关注。但是,DPSK光调制码型采用相位携带信息,对相位噪声很敏感,相位噪声造成信号相位的起伏会使信息失真,限制传输距离。本文重点分析DPSK光调制系统中产生相位噪声的主要因素并加以补偿,使系统中的相位噪声减小,发射性能得到提升。本文根据DPSK光信号的调制原理,完成了以下工作:(1)设计自由空间光通信DPSK调制系统,并通过光学仿真软件Optisystem验证此系统在理想条件下的可行性;(2)分析系统相位噪声的主要来源,得出系统中产生相位噪声的主要因素为:半导体激光器线宽展宽、半导体激光器频率漂移以及相位调制器半波电压随温度发生变化;(3)研究系统相位噪声的补偿方法。采用闪耀光栅外腔反馈线宽补偿技术,通过延长半导体激光器的有效腔长减小其线宽,对由半导体激光器线宽展宽产生的相位噪声进行补偿;采用声光偏频无调制频率补偿技术,通过控制激光器有效腔长的改变稳定激光频率,对由半导体激光器频率漂移产生的相位噪声进行补偿;采用数字PID半波电压补偿技术,控制调制器的驱动电压,使其峰峰值始终等于调制器半波电压,对由相位调制器半波电压随温度变化产生的相位噪声进行补偿;(4)通过仿真与实验对系统相位噪声补偿技术的可行性进行验证,最后通过相位噪声补偿前后系统输出信号星座图和眼图的对比,对系统的整体性能进行了分析。实验结果表明,在对系统中相位噪声的主要来源进行补偿之后,提高了系统输出信号的稳定性,系统误码率得到改善,发射性能得到很大提升,由此说明本设计的正确性。