随着现代高功率超短脉冲激光技术的发展，为获得更高的聚焦功率密度，提高激光器的输出能力，科学家们提出了多束脉冲相干合成技术。为使该方法能切实，稳定，高速的实施，要求有切实可靠的方法来保证光束间时间同步与相位同步。　　本文致力于研究以高功率激光驱动器为基础的，皮秒级多束拍瓦激光相位同步诊断技术。目的是为了在激光驱动器进行多光束相干合成实验时能对参与合成的光束之间的时间同步与相位同步情况进行检测与诊断。本文主要的研究内容如下:　　1、从理论上讨论了多束拍瓦激光进行相干合成时的时间同步与相位同步特性。以皮秒级短脉冲为基础，理论分析与模拟了脉冲时间特性对双光束合成时的影响。并在夫琅禾费衍射理论基础上，模拟与分析了多束平面波进行相干合成时，近场分布、束间相位差、光束指向性、波前畸变与系统像差等因素对焦斑形态及能量分布的影响。　　2、完成了利用皮秒脉冲进行的单次皮秒自相关仪时间分辨率标定实验。通过附加鉴别率板在单次自相关过程的一个光学臂上，由此实现光束横截面上的空间调制。带有空间调制的光束经过自相关晶体之后，在自相关信号中也产生了对应的空间调制，由此获得时间分辨率。通过此种方法获得的结果与利用传统方法获得结果只相差3.3％。　　3、提出利用时分复用法来实现离线平台上多束皮秒(～10ps)级脉冲的相干合成，并通过分析焦斑的光强分布，来诊断双光束间相位差。以两束皮秒量级的超短脉冲为例。首先，基于自相关的方法实现两束超短脉冲间的时间同步，然后在时间同步范围内，调节光束间的位相差，并同步监测远场上焦斑干涉图样变化，来实现两束超短脉冲之间的相位同步。初步实验验证表明，该诊断技术方案能够实现两束超短脉冲间的束间同步状态的诊断。