传统激光告警测试系统存在角度测试效率低、编码精度差、安全性低、不便于携带等问题，针对上述问题，提出一种基于无线控制的激光告警测试系统设计方案，通过无线遥控的方式控制告警单元偏转相应的角度，控制激光器发射不同码型的信号，完成激光告警单元的告警指标测试。采用 STC单片机内部的可编程计数器阵列（ PCA）软件定时器模式，提高脉冲时序的精度，采用无线遥控实现激光的开启与关闭。实际应用表明，该设计方案便于测试告警单元、操作方便，提高了测试效率和安全性。

针对目前转台的防护措施不完善的现状，设计了一种基于超声波测距的转台防护系统。介绍了超声波测距的基本工作原理，详细叙述了转台防护系统的硬件设计和软件设计。在实验室内完成了测试。测试结果表明，在预先设置的最近 30 cm和最远报警距离 70 cm处，该系统均能及时触发报警，并切断转台的使能控制按键，保证了测试人员的安全。验证了超声波测距转台防护系统的可行性，为其他转台防护设计提供了技术支持。

为实现基于液晶空间光调制器的非机械式光束智能控制，利用像素个数为1920×1080的硅基液晶空间光调制器搭建了一个实验系统。该系统能在空间内实现大角度、高衍射效率、连续指向的单光束，同时还可将入射光分成2、3、4、5束并单独控制每个分光束的偏转角度。介绍了空间光调制器的相位调制原理、理论模型，验证了光束偏转控制及分光束功能，分析测试系统的光路及原理，最后对实验结果进行总结并提出建议与展望。

为了合理设置雪崩光电二极管(APD)探测器的偏压, 在恒定温度下实现倍增因子可调, 分析了APD探测器的工作原理及影响其探测灵敏度的因素, 并在室内对APD探测器的探测灵敏度进行测试。实验结果表明: 当通信速率为10~2000 Mb·s-1时, 探测灵敏度可达-47~-34 dBm; 当偏压为55.0~70.0 V时, 10,100,1000 Mb·s-1通信速率下的探测灵敏度分别提高了5.7,6.5,7.8 dB。实验结果很好地验证了理论分析的正确性, 这为空间激光通信系统接收性能的提高提供了技术支持。

针对空间激光通信系统小型化设计的需求, 提出了使用雪崩二极管(APD)型四象限探测器实现跟踪与通信复用的方案, 用以降低通信系统的体积和功耗, 提高光能量的利用率。简述了系统总体方案的组成与工作原理, 在室内搭建测试平台, 对跟踪与通信复用模式下的数据采集、通信速率、极限灵敏度、跟踪精度等探测性能进行测试。结果表明: 采用靶面直径为4 mm的APD型InGaAs四象限探测器, 在曼彻斯特编码、强度调制/直接探测条件下, 通信速率可达10 Mb/s, 探测灵敏度为-35.4 dBm, 误码率为10-6。当光斑直径为四象限探测器光敏面直径的一半左右时, 光斑位置检测的最小分辨率为2 μm, 探测范围可达0.8 mm, 角分辨率为0.8 μrad。初步验证了使用APD型四象限探测器用于跟踪与通信复合探测技术的可行性, 为空间激光通信系统小型化设计提供技术支持。

为了分析天空背景光对空间激光通信系统的影响情况，同时为通信链路总体方案的设计提供相应的参考数据，建立了天空背景光噪声模型并进行理论分析和仿真研究。仿真结果表明：天空背景光会引起粗、精跟踪单元所使用探测器的信噪比下降，导致跟踪精度降低，增加了通信系统的误码率。根据系统的性能指标，合理地选择通信波长，采用小口径、窄带宽的光学系统，并选择最优的天顶角和通信时段，可有效降低天空背景光对系统性能的影响，以满足通信链路的任务要求。