在大型超短超强激光系统中，光束波前质量是重要指标之一，光束波前质量关系到装置的整体运行性能，尤其是与装置物理实验打靶的靶面聚焦峰值功率紧密相关。与此同时，输出光束波前质量和远场焦斑形态也是系统安全运行的可靠保证。因此，利用自适应光学波前控制技术分析和控制全系统像差并提高输出光束波前质量已成为大口径超短超强激光系统中的重要研究内容。　　本文首先系统介绍了大口径激光装置中自适应光学的基本概念，波前测量、控制和校正的原理和方法，以及SG-Ⅱ-5PW超短超强激光装置基本概况。再介绍了基于圆形域和方形域Zernike多项式对不同口径形状的波前拟合的数学原理，为分析SG-Ⅱ-5PW装置像差提供理论依据。　　以SG-Ⅱ-5PW超短超强激光装置为研究平台，本文开展了一系列波前测量分析与控制实验。首先，搭建了自适应光学系统的波前测量光路，标定光路以及靶点波前测量光路，并创新性提出和运用双哈特曼波前传感器对SG-Ⅱ-5PW装置的压缩器前和离轴镜焦点处位置分别进行测量和监控。得到压缩器前主光路像差和靶点处全系统像差，分析波前像差结果表明SG-Ⅱ-5PW装置固有像差以像散为主要特征。其次，利用自适应光学波前控制系统分别对SG-Ⅱ-5PW压缩器前段和全系统像差进行闭环校正，结果显示系统波前像差得到有效控制，波前峰谷值(PV)降至未校正时的约十分之一以内，并且系统固有的主要像差像散得到有效控制，校正后波前各项Zernike模式系数大幅下降，分布均衡，校正效果显著。最后，通过理论计算和实验分析表明，利用自适应光学波前闭环校正使SG-Ⅱ-5PW装置的聚焦能力得到大幅提升。　　在SG-Ⅱ-5PW装置系统像差的优化过程中，文中提出基于哈特曼波前传感器对大型高功率宽带光谱激光系统空间啁啾的研究方法。对种子源产生的宽带光谱脉冲进行分波段采集波前，根据不同波段波前分布特征对系统横向空间啁啾进行研究，再利用MATLAB对有横向空间啁啾和消除横向空间啁啾后的波前进行聚焦模拟计算，得到远场焦斑形态与环围能量集中度分布，结果表明消除横向空间啁啾后焦斑形态和质量得到提升。　　基于SG-Ⅱ-5PW装置，本文还提出了用波前传感器调节空间滤波器的方法，利用波前传感器可以在线监测反馈和调节空间滤波器，并且量化离焦像差，能提高调节空间滤波器的精度和便捷性。