近几年来,随着水下信息传输需求的快速增长,水下无线光通信(UOWC,Underwater Optical Wireless Communications)成为研究热点。与传统水声通信和射频电磁波通信相比,UOWC能够提供更高的数据速率、更低的功耗和更低的复杂度。但水下无线通信面临最大的挑战来自于海水的光学特性,其中海洋湍流以其对光束质量的重要影响引起了广泛关注。海水中温度、盐度随机起伏会引起对光的折射率起伏,使得激光在海洋湍流中传输时其光强、相位和传输方向也会发生随机变化,产生诸如光束漂移和光强闪烁等不利现象,致使UOWC系统特性劣化。为了解决这个问题,本文针对两种类型无线光通信系统,分别从空间分集和发端光源调控两种思路进行改善。本文首先针对传统的强度调制直接检测无线光通信系统提出了基于空间分集技术的多发单收孔径平均(MIAA,Multiple-Input Aperture-Average)的湍流抑制方案,并比较了发射机平行和倾斜两种配置。通过对该系统进行波光仿真研究了发射机配置,包括发射圆形矩阵半径和发射机数目,以及海洋湍流参数,包括均方温度的耗散率_T?、湍流动能耗散率?、温盐平衡相对强度参数?、传输距离L对MIAA系统的影响,并深入剖析了MIAA系统在不同海洋湍流参数的性能。最终得出结论MIAA系统拥有良好的抗海洋湍流性能,特别是倾斜方案,可以很好地的减小光束的光强闪烁系数和提升接收平均信噪比。其次针对轨道角动量(OAM,Orbital Angular Momentum)复用相干检测系统,为了抑制湍流对携带OAM的光束造成的波前畸变和模态串扰,在Airy涡旋光束阵列(AVBA,Airy Vortex Beam Array)的基础上引入高斯因子b,设计了一种新型Airy高斯自聚焦涡旋光束阵列(AGVBA,Airy Gaussian Vortex Beam Array),并与传统的圆形Airy涡旋光束(RAVB,Ring Airy Vortex Beam)作对比。采用波光仿真分析了光束扩展、OAM模态分布等性能指标。得出结论:高斯因子b越大,AGVBA在源平面的能量就越集中在主环上,在接收平面上得到的光斑半径越大,能够在光束扩展和光束漂移中取得平衡,与前期提出的圆形Airy涡旋光束(RAVB)和Airy涡旋光束阵列(AVBA)相比,AGVBA传输过程中波前螺旋相位畸变较小,OAM纯度得到明显提升。除此之外,本文还研究了在不同海洋湍流参数条件下AGVBA的OAM纯度,结果表明湍流温度的耗散率越小,湍流动能耗散率越大,温盐平衡相对强度参数越小,传输距离越小,高斯因子越大,OAM纯度越大,波前螺旋相位保存越好。本文所提方案对水下传统无线光通信及OAM复用无线光通信系统的设计提供了新思路。