同一振动状态的光子组成的曲面称为波阵面,在某一时刻,光源发出的波阵面称为波前。光波波前中携带着与物体内部折射率、密度或表面轮廓等相关的重要信息,波前检测就是一种可实现波前复振幅信息(包含振幅和相位)测量与重建的方法。波前调控是一种调控光波波前振幅、相位和偏振态等参量的技术,该技术又叫波前整形。波前检测与波前调控因在自适应光学、光学检测和激光光束整形等领域有着广泛的应用而引起了人们极大地研究兴趣。空间光调制器的发明及应用为波前检测和调控提供了一种新的研究思路。本文主要开展了基于液晶空间光调制器和递增二值随机抽样的波前检测、基于矢量液晶空间光调制器的矢量透射矩阵测量与矢量波前调控等方面的研究工作。首先本文研究了一种基于液晶空间光调制器的波前检测方法,该方法需要在图像传感器的前方放置一个液晶空间光调制器,用于加载递增二值随机抽样屏。光波波前经过抽样屏调制,增加了迭代算法中所需的限制条件,提高了波前恢复的精度与效率。其次,本论文将此方法应用在了高分辨定量相位成像。在该成像方法中,由物镜和准直透镜组成的光学显微镜系统将被测样品成像在图像传感器上,在图像传感器和准直透镜之间插入液晶空间光调制器,对物光波前进行调制,图像传感器记录下经过调制后光波的衍射图样,之后从记录的衍射图样中定量地恢复出样品的复振幅信息(特别是相位信息)。我们将该方法与数字全息进行了对比,发现两种相位恢复方法恢复的相位轮廓基本一致,从而证明了该方法相位恢复的准确性。对比于全息技术,基于递增二值随机抽样算法的高分辨定量相位成像方法能够实现单光束定量相位成像,且无需引入参考光,因此具有结构简单、抗干扰能力强等优点。同时,由于本方法不需要引入参考光,所以该方法可以应用到具有短相干长度光波的光学成像与波前检测领域。最后本文研究了基于矢量液晶空间光调制器的散射介质矢量透射矩阵的测量及任意空间结构光场透过散射介质的可控聚焦。在该方法中,搭建了一套基于马赫-曾德尔干涉系统的偏振全息测量实验装置,借助于数字重建算法,可从图像传感器记录的偏振数字全息图中提取散射介质复矢量透射矩阵。通过预先设计聚焦光场,结合数字相位共轭技术计算所需要的输入光场,之后将设计好的输入光场编码进双通道计算全息图。接下来,将双通道计算全息图加载到矢量液晶空间光调制器上对入射波前进行调制,就可实现透过散射介质聚焦任意的空间结构光场。在实验结果中我们发现,引入透光方向与聚焦线偏振态光束偏振方向一致的检偏器之后,可以获得更高强度增强的光场,其强度增强因子可以达到普通光学相位共轭的2倍。