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随着航天技术的飞速发展以及空间科学技术的不断革新,空间数据容量急剧增长,微波通讯受限于其传输带宽,难以满足数十甚至上百Gbps量级的海量空间高速数据传输需求。空间激光通信凭借其高速率、宽带宽、抗干扰能力强、保密性好等显著优势,成为近年来空间技术的研究热点及发展趋势。而在空间激光通信系统中,信号受大气吸收、散射、湍流以激光光束发散角等因素影响,导致长距离空间传输后信号质量劣化,无法满足后续节点的数据传输需求,因此需要在网络节点处进行全光信号再生处理。本文围绕空间激光通信网络中高速数据多跳传输应用需求,针对激光链路经过空间长距离传输后信号质量劣化的问题,结合高轨-地面站空间激光通信系统链路预算,研究了基于相位敏感四波混频参量效应实现高速激光信号的全光相位再生技术。通过对该技术方案的原理探究、仿真分析及实验搭建,有效验证了方案的可靠性。主要研究内容包括:1.介绍了空间激光通信的系统组成、主要特点以及其相较于光纤通信和微波通信所具备的显著优势,描述了国内外在空间激光通信领域的发展现状并总结了其未来发展趋势,针对大气对空间激光通信链路的影响做了简要的说明引出全光再生的必要性,最后详细叙述了全光再生技术的研究现状。2.详细阐述了四波混频和相位匹配的理论原理,利用Matlab软件对干涉型及非干涉型相位敏感放大原理的增益及相位特性进行了数值分析,确立了非干涉型相位敏感放大的基本模型。分析了空间激光通信系统中现今应用较多的解码转发及放大转发中继系统。提出可以将光纤中的相位再生方案和空间激光通信中的全光放大转发方案结合起来,针对空间激光通信链路中由于大气信道及激光光束发散角等因素造成信号质量劣化的问题,利用相位敏感四波混频的原理实现激光链路的全光信号再生。3.结合高轨-地面站的空间激光通信链路预算设计了级联四波混频全光信号再生方案,基于OptiSystem软件对通信速率为10Gbps、调制格式分别为OOK和DPSK的全光再生方案进行了仿真搭建。仿真结果与数值分析结果相吻合,其中OOK全光再生方案输出信号的光信号信噪比相较于未经再生的劣化信号提升了约3.3dB,系统整体误码率平均优化提升约3个数量级;DPSK全光相位再生方案输出信号的光信号信噪比提升了约3dB,系统整体误码率平均优化提升约4个数量级,表明所给出的全光再生系统在提升OOK及DPSK光信号的功率同时可抑制其空间传输过程中积累的噪声,有效实现OOK及DPSK光信号的全光再生,提升空间激光通信系统的整体性能。4.搭建了基于四波混频及相位敏感放大原理的空间激光通信全光信号再生实验方案,研究了通信速率为5Gbps、调制格式分别为OOK及DPSK的光信号再生特性。实验结果表明,对于OOK信号全光再生实验,采用EDFA直接放大和采用FWM效应放大两种方案均可以对劣化信号产生一定的再生作用,有效提升劣化信号的光信噪比及眼图质量;对于DPSK信号相位再生实验,随着相对相位差?rel的改变,信号增益以2?为周期性相应改变,其输出信号光功率的差值（PS Swing）可达到10dB。在输出功率为-39dBm时,经过相位再生后的信号眼图明显优于未经再生的信号眼图,表明所给出的全光相位再生系统在提升DPSK光信号的功率同时可抑制其空间传输过程中积累的相位噪声。实验验证了全光信号再生方案具有较大的可行性。