空间激光到单模光纤（SMF）耦合技术是自由空间激光通信中的关键技术之一。在Matlab环境下仿真分析了单项波前像差和大气湍流像差对空间光到SMF耦合效率的影响，研究了随机并行梯度下降（SPGD）算法校正大气湍流中整体倾斜像差的迭代过程及对耦合效率的影响。仿真结果表明，SMF耦合效率随单项波前像差均方根（RMS）增加而降低，校正大气湍流中整体倾斜像差后，SMF耦合效率都有提高；当D/r0较小时，大气湍流像差中影响SMF耦合效率的主要像差为倾斜像差。搭建了基于SPGD算法的闭环控制系统，利用自适应光纤耦合器（AFC）校正模拟湍流倾斜像差后，SMF平均耦合效率从30.07%提升到了61.72%；耦合效率的均方误差（MSE）从7.28%降低到2.16%。

通过研究不同大气湍流条件下的系统误码率(BER)来说明大气湍流引起的波前畸变给零差二进制相移键控（BPSK）相干光通信系统带来的恶劣影响。结果显示，大气湍流引起的像差可以独立于系统信噪比(SNR)作用于相干光通信系统，导致误码出现。即使在SNR无限大的情况下，当接收光信号的波面峰谷值(PV)大于一个波长后，就容易出现误码；并且随着SNR的降低，对波面PV的要求更加严格。另外，大气湍流引起的光强起伏和相位畸变会导致相干混频效率急剧下降，从而增加系统误码率。