自适应光学系统中，波前传感器是最重要的组成部分之一，起着伺服回路波前误差传感的作用。常用的波前传感器的特点各不相同，因此它们的适用场合也各不相同。多层共轭自适应光学（MCAO）系统在未来天文学的研究中扮演着重要的角色，在MCAO系统的波前复原过程中，获得各层的高度信息是有必要的。通过文献调研发现焦面哈特曼波前探测器具有同时测量波前相位信息和距离信息的能力，因此在激光导引星和多层共轭自适应光学系统中，相对于其他波前传感器，更能发挥其优势。本文的目的就是要研究这种结构的传感器对点目标进行波前探测的性能，主要研究工作如下：首先对焦面哈特曼传感器的成像原理进行推导说明，并从理论上推导这种传感器模式法波前复原的原理。然后针对点目标用MATLAB软件仿真焦面哈特曼传感器波前复原的全过程。在此基础上简单的介绍GS迭代优化算法，并尝试利用这种算法来改善焦面哈特曼波前传感器波前复原的结果。最后搭建实验平台，对焦面哈特曼波前传感器波前复原的性能进行初步的实验验证。焦面哈特曼波前传感器是一种较新型的波前传感器，国内目前还没有相关研究，本文的工作对后续研究具有重要意义。