建立了非稳腔激光束通过大气湍流随机相屏传输至远场焦平面上的光斑强度分布模型，并考虑CCD像素单元对激光能量的离散化积分采样及探测噪声的影响，以峰值斯特雷尔比Rs、环围能量斯特雷尔比Ree和光束质量因子β作为评价远场光斑质量的指标，利用蒙特卡罗法研究了在不同信噪比(SNR)和光斑分布形态情况下，采取四种不同阈值去噪方法对远场光斑质量评价参数计算精度的影响。结果表明，足够的测量信噪比是保证光束质量测量精度的前提，在测量信噪比和光斑分布形态给定的情况下，采取阈值为CCD背景噪声均值，同时保留随机噪声起伏的去噪方法是较为合理的选择。

为了减少波前探测斜率噪声对基于哈特曼－夏克波前传感器的Zernike复原模式的影响，采用对波前复原矩阵斜率噪声影响的相关分析和线性解耦变换的方法，得到一组基于哈特曼－夏克传感器斜率探测噪声的Zernike最优复原模式，通过合理剔除波前模式复原中易受噪声影响的模式组合，减少了波前测量噪声引起的波前模式复原误差；采用蒙特卡罗随机试验法，验证了一子孔径成方形排布的波前传感器对于波前斜率噪声的受影响程度，仿真结果显示，复原模式系数误差由0．0212λ下降为0．0048λ。结果表明，在剔除部分模式项后，最优复原模式统计优化对于滤除波前斜率探测噪声有一定的作用，提高了波前探测器的探测精度和复原能力。

空间激光通信中的常用调制方式是脉冲位置调制(PPM),雪崩光电二极管(APD)具有高增益、高灵敏度和响应速度快的特点,因而成为空间激光通信中的首选信号探测器件。针对空间激光通信的脉冲位置调制信道,分析了空间光通信系统中雪崩光电二极管探测噪声的特点和类别,根据小波变换具有提取信号局部特征的能力,提出了一种基于小波变换的雪崩光电二极管信号检测方法。采用四种不同的阈值选择算法选取小波系数以恢复信号,并进行了初步的仿真实验和分析。结果表明,自适应阈值选择算法取得的信号恢复结果最佳,可有效减弱强背景噪声的影响,提高雪崩光电二极管信号检测系统的性能。

介绍和分析了一种在自适应光学系统中实用的自适应控制算法。与经典控制算法相比,自适应控制算法调整方便,综合考虑了大气湍流扰动和探测噪声等对系统控制效果的影响,控制参数能适应工作环境的变化,使系统达到最优控制状态。以61单元自适应光学系统上实现的自适应控制算法为例,用经典控制理论的波德(Bode)图、控制带宽等概念分析了这种算法的特点,并针对算法在实际系统应用中遇到的问题提出了解决的办法。

分析自适应光学系统的控制残余方差与控制带宽的关系。 对于存在时间延迟的自适应光学系统, 推导了计算大气湍流控制残余方差的近似公式, 并给出了有探测噪声情况下确定系统最优控制带宽的公式。 以61单元自适应光学系统为例, 讨论了实际自适应光学系统中控制带宽的优化选择问题。