本实用新型是一种光信号的调制装置及其发射系统。该装置包括：脉冲光源，发送周期激光脉冲；可编程集成电路，与脉冲光源信息连接，用于提取时钟信息，并对待发送的信息进行编码得到加载信息；延时电路依据时钟信息对加载信息进行延时，以使加载信息和周期激光脉冲进行粗同步；延时组件对周期激光脉冲进行延时，以使加载信息和周期激光脉冲进行精同步；调制组件，与延时电路电连接，并与延时组件信息连接，根据加载信息对周期激光脉冲进行调制，并发射调制后的光信号。本实用新型通过对电信号和激光脉冲分别进行延时以达到高精度的同步，从而实现更高功率短脉冲的调制信号输出，提高了水下通信质量。