激光核聚变研究需要保证高能激光束具有很好的光束空间特性,而激光系统波前畸变检测则是激光束空间参数诊断中的一个主要环节.本文提出一种简单、紧凑、具有较高测量精度和波面复原能力、适用于动、静态波面检测的径向剪切干涉系统,该系统可以从单幅干涉图同时重构波面位相分布和波面振幅分布,非常适用于脉冲激光波面检测.本文主要的研究工作有:在对径向剪切波面的特征进行分析的基础上,论述了波面迭代重构算法的数学模型及实现;分别推导了对单幅干涉图的波面位相重构和波面振幅重构的计算方法,其中从干涉图恢复波面振幅分布的方法具有一定的创新性.对波面位相重构流程中何时需要对波面消倾斜处理进行了研究,论证了波面迭代对与波面中的倾斜误差无影响,消波面倾斜应在波面迭代之后的理论.对通常的空间频谱二维投影确定频谱边界的方法进行改进,提出了利用频谱的灰度变换图和衰减零级谱确定频谱边界,并已在计算机上用软件实现了该方法.对表征光束质量的波面畸变特征参数进行了详细的论述,给出了可行的处理模式,特别的针对高能瞬态激光系统中斯特列尔比的计算提出了一种更为科学的计算方式.论述了径向剪切干涉系统的基本原理及其典型的系统结构,对于该系统实验光路的调整提出了一种共路光路逼近的快速调整方法.建立了检测动、静态波面畸变的径向剪切干涉系统.该系统可以检测近红外波段口径为φ100mm的圆瞳及100mm×100mm的方瞳激光束波面,测量精度优于λ/15.开发了波面畸变检测数据处理软件,该软件可从径向剪切干涉图恢复波面位相分布和振幅分布,进而计算波面的均方根值、PV值、均方根梯度、光学传递函数OTF、点扩散函数PSF以及光学系统的斯特列尔比SR,具有较好人机对话界面和较高计算效率.本项目的研究对国内脉冲波前光束特性的高分辨率诊断提供了一套完整的数学推理模型、系统数据处理软件及高精度的检测装置,其在国防军工及国民经济相关领域具有广泛的应用前景.