通信技术的发展对于人类社会来说至关重要。在空间通信领域,随着对通信容量、速率、距离等需求的不断增大,传统的微波通信方法已经无法满足。空间激光通信技术由于其通信容量大、通信速率高、通信距离远、体积小、成本低,已成为世界各国大力发展的对象。光学天线是激光通信光学系统的核心,本文针对其进行了如下研究:首先充分调研了国内外该领域的发展动态,总结了该技术的发展趋势,基于我国某星间激光通信预研项目,分析确定了通光口径等五项关键参数,分别为通光口径150mm,视场±5mrad,放大倍率15倍,信标发射810nm,信标接收820nm,通信发射1540nm,通信接收1560nm,并基于此设计了四种不同形式的光学天线,卡塞格林式、RC式、离轴三反式(不加折轴镜)和离轴三反式(加折轴镜),经过综合性能的对比最终选择卡塞格林系统,并对其进行了公差分析。空间环境的杂散光将严重影响激光通信的信噪比和误码率,本文针对主要杂散光源以杂散光传输方程为理论基础,确定了轴外杂散光抑制比大于40dB的指标并进行了合理的消杂光设计,仿真结果满足要求。相比于地面,空间环境更加复杂恶劣,尤其是温度等因素会直接影响光学天线系统的像质,本文从理论上阐述了环境因素如何影响光学系统,并基于此提出了相应的应对措施,此外,增强光学天线系统膜系的可靠性也是本文的研究对象。对于一个实际工程项目来说,仅仅只有仿真设计是远远不够的,光学元件的加工装调同样重要,本文详细介绍了光学天线系统的装调步骤和注意要点,最后基于装配完成的实物系统,进行了波像差、出瞳尺寸、轴外杂散光抑制能力和放大倍率四项性能的检测,指标符合性良好。对于激光通信光学天线,完成了前期调研、指标确定,光学设计、公差分析、杂散光分析、环境适应性分析、加工装调和最终性能检测等工作,对该领域的发展具有一定参考价值。