激光在大气信道中传输时不可避免的会受到大气湍流的影响,导致激光的波前相位因大气折射率的起伏产生畸变。自适应光学系统可以有效的补偿大气湍流引起的波前畸变,在地质遥感、地基天文、空间光通信等各个方面已经得到广泛应用。自适应光学技术可以实时探测和校正波前畸变,模式法在分析和重构波前畸变上有着很大的优势,本文主要开展基于模式法的畸变波前处理技术的研究,研究主要目的是在保证波前校正残差小于的λ/4前提下,提高自适应光学系统的闭环控制带宽。本文的主要研究内容为基于Zernike模式法的波前处理器的设计与实现。根据波前处理器的主要任务设计了波前处理器的软件流程,重点对基于Zernike模式法的波前重构与校正算法进行了分析与仿真,最终完成波前处理器的软件编写;设计了波前处理器的硬件电路,完成了电路的调试与验证。本文采用了理论分析、仿真分析、实验验证等多种方式相结合的研究方法,开展了畸变波前处理技术的研究工作。软件上采用模块化设计,对各个子模块都进行相应的理论分析和系统仿真;在理论研究的基础上,本文设计了自适应光学系统的整体方案,通过设计完成的硬件与软件模块,对整个自适应光学系统进行了实验验证。保证硬件电路和软件模块工作正常的情况下,本文搭建了实验平台,对波前校正器的参数进行测定,并将其导入波前处理器,用以完成自适应光学系统的闭环控制;开展了基于Zernike模式法的自适应光学系统的功能和性能验证,验证实验结果表明:基于Zernike模式法的自适应光学系统具有可行性和有效性;论文所设计的自适应光学系统满足研制要求;在实验验证条件下,系统在30 Hz闭环控制带宽下的波前校正残差小于λ/4。