自适应光学系统已经成功应用在天文以及医疗诊断等领域,使光学系统观测能力达到接近衍射极限的水平。目前大多数自适应光学系统依赖梯度波前传感器去估计波前畸变,当强闪烁出现时,这类系统的性能将严重下降。另外,传统自适应光学系统的昂贵、复杂和分辨率有限也使得该技术的进一步应用受到一定程度的限制。然而自参考干涉波前传感器(SRIWFS)直接重建每一子孔径(像素)光束的波前相位,理论上不受光强变化的影响,并且可以实现高分辨率。此外,随着液晶空间光调制器(LC-SLM)的进一步发展,这种高分辨率、高保真性、低能耗的波前校正器有望在自适应光学系统中得到很好的应用。论文建立基于SRIWFS与LC-SLM的自适应光学系统,对实际应用中所涉及的关键技术问题进行理论与实验研究。　　 首先,通过数值仿真对单帧干涉图波前重建方法以及多帧移相算法进行分析,结果显示,为了保证波前重建精度必须使用移相算法重建波前,并且四步移相算法(π/2步长)对二阶探测器非线性误差最不敏感,因而它是一种比较实用的移相算法。同时为了消除移相器误标定的影响,论文提出一种nπ/2相移标定方法,该方法对干涉图相位结构以及背景或调制度变化不敏感,无需考虑光学元件质量便可实现高精度标定。　　 然后,基于傅立叶光学理论分析了针孔直径对参考波相位以及强度的影响。结果是,一半艾里斑直径的针孔可以产生高质量的参考波前,其波前相位RMS值低于λ/100。同时根据点衍射理论和半波损失原理设计SRIWFS,并且为了降低移相器性能要求并最小化环境不稳定、干涉图低对比度以及强度起伏对重建结果的影响,论文提出基于统计原理的未知相移干涉图波前重建算法。仿真与实验证实,比较于迭代最小二乘算法,新算法的重建精度更高且计算时间更少。　　 其次,提出一种准确计算两帧线性载频干涉条纹之间的相移量的频域相移算法从而完成LC-SLM相位调制特性的研究,另外还对LC-SLM的静态畸变测量及其补偿、拟合像差测量等进行实验研究。　　 最后,建立实验系统完成SRIWFS的波前重建实验以及基于SRIWFS与LC-SLM的自适应光学系统的闭环校正实验。同时为了提高光能利用率、改善干涉条纹对比度,研究了SRIWFS应用于闭环校正中时所允许的最大针孔直径,这将在闭环校正开始阶段尤为重要。结果显示,1.5倍艾里斑直径的针孔仍可以获得满意的校正结果,校正后远场斯特列尔比高于80％,同时光能利用率也可得到极大提高。　　 基于SRIWFS与LC-SLM的自适应光学系统拥有许多显著的优势,如波前重建算法与控制算法简单,能够实现高分辨率、高精度的波前校正,还可应用于光闪烁的场合。论文的这些研究成果为SRIWFS的实际应用奠定了理论和实验基础。