自1960年世界上第一台红宝石激光器问世以来，激光因其亮度高、方向性好以及相干性好等优点得到广泛关注，并逐渐应用到科研、工业、医疗等多个领域。在众多种类的激光器中，板条固体激光器因其具有体积小、重量轻以及转换效率高等优势，已经成为高功率激光器中结构最为可靠、最有发展前景以及最有应用潜力的激光器之一。高输出功率以及高光束质量一直是板条固体激光器不断追求的目标。随着功率的不断提升，板条固体激光器输出光束出现边缘效应、光强局部闪烁等问题，造成其光束质量的非线性下降。使用自适应光学系统可以有效对激光器输出光束波前畸变进行补偿。然而光强局部闪烁会导致波前传感器输出过多高频分量影响校正，另一方面受材料、成本等因素的影响，自适应光学系统的校正能力是有限的。当边缘效应引起的光束波前畸变超过自适应光学系统的校正能力时，使用基于最小二乘法的直接斜率法控制变形镜无法得到系统的最优解，限制了光束质量的进一步提升，本文针对该难题开展了以下研究。

首先，对高能板条激光自适应光学净化技术作了深入调研，在总结归纳现有自适应光学校正方法特点的基础上，系统分析了高能板条激光输出波前畸变的特性，建立了板条固体激光器输出波前畸变的数学模型，总结了波前像差超过自适应光学系统的校正能力时基于最小二乘的经典直接斜率法的问题与不足，为优化自适应光学系统校正方法，进一步提升光束质量提供基本思路。

其次，针对板条固体激光器中局部光强闪烁问题，提出一种具有光斑闪烁抑制作用的加权最小二乘波前复原算法，通过对高频的闪烁信号进行抑制提升自适应光学系统校正的准确性以及稳定性，并在一台输出功率为24.6kW的板条固体激光器上进行实验研究，将激光器输出的光束质量提升到1.5倍衍射极限，同时，光束指向的稳定性也得到改善。

再次，针对板条固体激光器中边缘效应导致的输出光束波前具有大梯度像差的问题，提出一种滤波最小二乘波前复原算法。采用滤波矩阵对波前畸变中超过自适应光学系统校正能力的像差对应的斜率信息予以滤除，减少无法校正的大像差对自适应光学校正的影响，使自适应光学系统可以更加专注于小像差的校正。仿真以及在一台输出功率为20kW的板条固体激光器的光束净化实验研究均表明，与最小二乘波前复原算法相比，该方法可以在波前畸变超过自适应光学系统校正能力的条件下有效提升激光器的光束质量。

最后，针对加权最小二乘波前复原算法以及滤波最小二乘波前复原算法的不足，提出一种基于系统最优解的自适应光学校正方法，该方法利以提升光束质量做为优化目标，使用数值优化算法获得变形镜最优化面型及其残差，并以此残差作为自适应光学系统新的校正参考位置。经过仿真验证以及板条固体激光器光束净化原理验证平台的实验验证，与传统自适应光学校正方法相比，当波前畸变超过自适应光学系统的校正能力时，使用此方法校正后，光束质量提升效果显著。

论文工作从理论分析、仿真和实验研究对提出的用于板条固体激光器的自适应光学校正方法进行了验证。为自适应光学系统的优化与改进提供了可行途径。