光波前信息包括光的相位信息和振幅信息,振幅信息代表光波的强度信息,而波面形状取决于光波的相位信息。虽然光学记录介质有了很好的发展,但是普通的记录介质只能记录光波的强度信息,而不能记录其相位信息。快速准确地从所记录的光场强度图样中将待测光波波前的相位信息检测或恢复出来一直是现代光学多个研究领域需要解决的一个关键问题。因此研究各种相位恢复算法成为这一领域的主要课题。并且,由于波动现象的普遍性,波前相位信息的检测不仅仅是一个光学问题,也是物理学其他许多研究领域所关注的一个重要问题。特别是随着基于波前相位恢复的无透镜衍射成像技术用于极紫外或X射线相衬成像研究的迅速开展,适用于不同应用环境和波长的快速波前检测或相位恢复技术已经成为该研究领域的一个前沿和热点研究内容。历史上有很多相位恢复的方法,如全息法、夏克-哈特曼传感器等,但是这些方法要么需要大量的计算过程,要么需要特殊的条件限制,对于动态实时检测有很大的局限性。.在本文中,分别做了如下几个方面的工作:1.对波前检测技术进行了简要介绍,总结和概述了波前检测技术的发展历史和研究现状。2.对近些年来发展的几种波前检测和相位恢复方法进行了系统归纳。重点介绍了基于抽样测量的波前检测技术,如夏克-哈特曼传感器、基于整函数的非迭代相位恢复方法等。3.系统介绍了基于卷积可解阵列抽样的检测系统的基本原理,使衍射光场通过一个特殊设计的多针孔阵列,通过简单的傅里叶变换可以恢复出物波的复振幅信息。通过利用基于卷积可解抽样阵列的波前检测系统恢复了两维物体,进行了计算机模拟研究,讨论了其在X射线等高频光波波段的适用性。在实验过程中,设计了一个两维物体,并对两维物体进行了波前恢复。并且利用液晶空间光调制器生成了一个相位物体,实验验证了实现相位物体波前检测和成像的可行性。4.对于CCD记录孔径等可能对波前检测产生的影响的因素进行了理论分析,并设计了多个CCD孔径和阵列孔径,以熵值法为判据,进行了计算机模拟研究和实验研究。理论分析和实验结果表明,只有当CCD记录孔径的边缘刚好位于抽样针孔产生的衍射轮廓的极小值位置时,成像质量较高,噪声最小。这一研究结果对我们进一步研究和改进波前检测系统提供理论依据。