自由空间光通信,由于其速率高、保密性好、易于安装、无需频谱许可等优点,在星间通信网络、“最后一公里”接入都具有巨大应用潜力。但是,当激光载波在空间大气中传输,大气湍流会导致光载波光束漂移、光束扩展和光强闪烁等现象,进而影响传输质量。针对自由空间光通信中大气湍流的影响,先后提出过采用自适应光学、孔径平均和部分相干光载波等抑制方法。其中部分相干光源具有技术成熟且兼容性好的特点,成为抑制大气湍流影响最重要和热门的研究之一。传统产生部分相干光的方法诸如旋转相位屏和采用空间光调制器存在光载波调制速率低的问题,不适用于激光的高速调制解调。各种理论、实验证明了脉冲激光激发的超连续谱是一种部分相干光源,且其重频是由泵浦脉冲的重复频率决定的。因此,利用高重频脉冲种子源获得适用于自由空间光通信的高速部分相干光载波是可行的。但是,超连续谱光源由于光纤非线性效应的影响,存在脉冲抖动大即信噪比低的特性,严重影响部分相干光载波的信号质量。本文针对于空间光通信需求实现了高重频部分相干光载波的产生及优化,并基于优化后的光载波搭建了自由空间光通信系统。本文主要完成了以下工作:1.详细分析了光纤中超连续谱产生的原理,对影响超连续谱产生的各种非线性效应做了详细阐释,并解释了调制不稳定性和高阶孤子分裂引起超连续谱剧烈脉冲抖动的机制。而后,通过采用放大二级管脉冲作为泵浦源并在超连续谱泵浦结构中引入外部触发,实验结果表明在不影响超连续谱相干性的情况下其脉冲抖动因子从0.1346降低到0.066,相应光载波信噪比从14.93d B提升到20.7d B。2.对Kolmogorov湍流理论进行了详细阐述,通过公式推导验证了采用部分相干光载波可抑制大气湍流影响的原理,并搭建了基于空气热对流原理的大气湍流模拟池,通过实验模拟了大气湍流的产生并对大气湍流模拟装置进行了标定。3.实验搭建了优化的超连续谱部分相干光载波的自由空间光通信实验系统,分析了其光强抖动、误码、接收信噪比等传输特性,并与相干光通信系统和未优化超连续谱载波通信系统进行了比较。实验结果表明采用部分相干光载波确实降低了湍流对通信系统的影响,而且本文所采用的优化手段进一步提升了系统的通信质量。这种基于低抖动超连续谱光源的通信体制可以与现行自由空间光通信系统相兼容,是抑制湍流影响、提升空间光通信质量行之有效的方法。