根据夫琅禾费衍射理论，建立了7路和37路光纤激光相干光束合成(CBC)模型，仿真模拟了不同占空比、不同倾斜角度情况下，合成光束在远场的强度分布和光束质量，分析了倾斜角度、占空比以及合成路数对CBC 远场光束质量的影响。仿真结果表明: 随着子光束倾斜角度的增大，远场艾里斑内的光强逐渐减小，合成效果变差；随着合成子束的增多，远场桶中功率(PIB)随倾斜角度的增大下降加快，显示出了倾斜相差随合成路数增加具有一定的累积效应，要提高相干合成的效果，必须同时控制倾斜相差和活塞相差。

将一种改进的变增益系数自适应随机并行梯度下降(SPGD)控制算法应用到大阵列光纤激光相干合成中，计算不同增益系数对算法收敛速度的影响程度，分析判断该方法的控制带宽、控制时间与合成光束质量、合成路数的关系以及其应用于大规模阵列相干合成的可行性。计算结果显示，在7束光纤激光相干合成中，该方法由于采用了变增益系数的控制策略，相比于传统的固定增益系数SPGD 算法，具有收敛速度快、控制带宽高、适用于多组束光纤激光相干合成等优点。将该方法应用在37束、91束和100束光纤激光阵列锁相中，也得到了快速的收敛效果，采用自适应SPGD 算法分别将收敛速率提高了37.8%、63.8%和75.0%，说明该方法在合成路数较大时优势更加明显，进一步表明其具备向大阵列光束相干合成扩展的潜力。

在激光阵列相干合成中, 由于相位噪声的影响和相位控制系统带宽的限制, 相位控制残差无法避免。文中从理论上推导了存在相位残差时激光阵列相干合成中远场光强分布, 并结合光束传输因子BPF(beam propagation factor)作为合成效果的评价标准, 分析了相位残差对相干合成的影响。