分析了Yb:YAG板条激光器波前畸变的基本特征，结合光斑形态和功率密度，提出了采用水冷式13单元一维变形镜和95单元二维变形镜相结合的双变形镜组合模式对Yb:YAG板条激光器的波前畸变进行闭环校正。针对输出激光的特征进行了校正需求分析和校正能力分析，以此为基础开展了一维变形镜和二维变形镜的仿真及优化设计，同步开展了哈特曼和高压驱动系统等硬件的研制。研制出的变形镜经受了满功率出光考核，验证了内循环冷却装置对水冷式变形镜的冷却效果，随后在闭环校正实验中，将激光器的开环光束质量β=9.03提升至闭环的1.98，验证了双变形镜组合模式的自适应光学系统对Yb:YAG板条激光器光束质量校正的能力。

模糊控制由于不依赖变形镜的响应模型，用于波前校正时具有实用性，其可行性已被证实。对自适应光学系统中模糊比例积分微分(PID)控制的波前校正效果进行了评估，包括对模糊校正带宽的测试、对模糊输入和输出论域的选取以及对模糊规则库以及波面加权模板的优化。实验结果表明，论域的选取合理，采用3×3的波前加权模板效果更好。当PID控制器3个参数矢量KP、KI和KD的初始值都为0时，模糊输出论域采用隶属度正分布的规则库实用性更强。当哈特曼-夏克传感器刷新频率为120 Hz时，系统校正带宽为5~6 Hz，与常规PID一致。

提出一种对孔径网格逐点扫描重构波前的方法。该方法基于Hudgin模型，在孔径阵列的对角线上选取P个已知参考点。每个参考点都按行扫描计算得到一个波面，按列扫描又得到一个波面，这样P个参考点得到2P个波面，对这2P个波面求平均即为重构波面。对如何选择参考点进行了介绍，并说明选择高低坐标对称搭配的参考点为佳。建立了波面相位误差估算模型，并从理论上推出波面重构误差随参考点的增加而改善。对新方法进行了实验证验，与传统的矩阵求逆方法进行比较，结果表明，两种方法效果相当，但新方法计算量更小，具有较强的实用性。

提出了一种利用CCD单目图像的灰度梯度测量三维表面的方法――灰度梯度法。巧妙地运用中间变量,找到灰度梯度与聚焦像表面梯度之间的映射关系,将灰度约束方程转变为可求解的一元方程,从而解出聚焦像表面的深度信息。利用聚焦像表面与物体间的几何光学的约束以及它们之间的空间共轭对称关系,将该三维表面变换到实际三维尺寸,以达到三维测量的目的。最后对影响该测量系统的误差进行了分析。该方法克服了传统的光切法因过多冗余图像而使测量效率低的缺点,且该方法约束条件容易实现。对球体和柱面体的试验误差率分别为6.0%和4.85%,显示出该方法在一定范围内是有效的。