作为目前世界上最复杂的一类激光系统，高功率激光驱动器具有庞大的体积、复杂的机械结构和精密的测控反馈系统，并且包含大量不同尺寸不同特性的光学组件，为满足激光惯性约束核聚变对高功率激光驱动器输出能量、峰值功率以及焦斑尺寸的严格要求，不仅需要精密的光学元件检测手段，还需要一套完善的波前诊断和反馈控制系统，目前最常用的光学元件检测方法是激光干涉仪，它可以实现对不同口径光学元件的高精度测量，但由于采用干涉原理，结构比较复杂，对环境稳定性要求比较高，只能用于光学元件的离线检测，并且对一些特殊光学元件的检测还有一定局限性;直接成像法和哈特曼波前传感器是目前高功率激光驱动器光束近远场强度测量和近场相位测量的最主要方法，直接成像法需要一套显微成像系统，光路校准较为复杂，放大倍率和像面位置的不确定性会带来焦斑尺寸的测量误差，而哈特曼传感器由于其分辨率受限于微透镜阵列的加工能力，相位信息的描述能力有限，只能探测基频相位变化，对较大相位梯度的测量具有一定局限性，因此高功率激光驱动器中现有光学元件检测和波前在线诊断方法都面临一定的局限性，需要探索研究新型的波前测量方法，改善现有测量方案的不足，提升对光学元件的测量能力并完善波前在线诊断方案。相干衍射成像(CDI)是一类利用衍射光斑通过迭代计算重建波前信息的相位恢复技术，由于光路结构简单且基于衍射过程，理论上能够达到的精度为衍射极限，并且可以同时提供波前振幅和相位信息的数值解，理论上可以用于解决驱动器面临的光学元件检测和波前在线诊断问题，但目前传统CDI算法，如GS(Gerchberg-Saxton)算法，常面临收敛性问题，只局限于驱动器系统静态像差的校准和特殊条件下的光学元件检测，如果能够解决其收敛性问题，CDI算法在测量领域将会具有显著优势，因此从提高收敛性的角度出发，首先对基于照明光扫描的多光斑PIE(Ptychographic Iterative Engine)算法进行了研究，分析误差来源对重建过程的影响，并提出相应改进算法，虽然PIE算法可以用于测量大口径特殊元件的检测，但并不能解决驱动器中单脉冲光束的在线诊断问题，因此又着重研究了基于相干调制成像的CMI(CoherentModulation Imaging)算法，完成装置集成后，具有收敛速度快、结构紧凑、可用于光学元件检测及脉冲在线诊断等特点，适用性非常广泛，可成为解决驱动器日常运行中面临的测量和诊断问题的新方法，具有良好的实际应用基础。　　本研究主要内容包括：⑴提出基于光栅分光法的单次曝光PIE算法，克服了PIE算法需要一定数据记录时间的缺点，只需要单幅光斑就可以通过PIE算法进行重建，为单次曝光测量提供了很好的解决思路。⑵提出部分饱和衍射光斑的改进PIE算法，克服了光斑信息丢失问题的同时，改善PIE算法的重建精度和抗噪能力。⑶理论上解释了CMI算法快速收敛的原因，将CMI算法完全等效为最快梯度下降法，其收敛性得到解释，同时由于相位板的存在，完全消除了孪生像等对CMI收敛性的影响，使得CMI算法具有较快的收敛速度。⑷提出了基于双次曝光的弱相位物体成像增强方法，能够通过两幅光斑线性组合得到相位增强N倍时的衍射光斑，继而得到相位增强N倍的物体像。⑸解决了CMI单次曝光集成化中的关键问题，包括关键元器件设计标定、角度校准算法及对应的控制软件等。针对不同CCD和待测波长，完成三台基于CMI算法的波前测量装置，WFS-GX6600、WFS-Lm11059和WFS-F421B。⑹完成对基于WFS-GX6600的光学元件检测装置的精度标定、设备溯源研究，在光学元件测量方面，基本达到一级干涉仪标准。⑺利用WFS-Lm11059完成驱动器中波前在线测量初步验证工作，可以实现对高功率激光驱动器近场强度、相位和远场强度的在线同时测量。