波前像差虽然是个简单函数,但是却能对成像系统的光学特性进行完整的描述.近年来,Hartmann-Shack波前传感器测量人眼波前像差技术的出现,使得眼波前像差测量成为一个热点.该文旨在对提高以Hartmann-Shack原理为基础的波前像差测量仪性能方面进行研究,论文工作主要有以下几个方面:(1)首次通过测量信噪比对消除人眼像差仪主要噪声—角膜反射光—的方法进行了研究,进而通过实验数据完整地分析比较了H-S系统中两种消噪声的方式:偏振分光棱镜法和离轴入射法.提出在H-S系统中采用斜入射的方法消去偏振分光棱镜的内部反射噪声,提高了系统的信噪比.(2)用薄膜晶体管液晶显示器(LCD)构造掩模,实验研究测量人眼像差的掩模技术,并创造性地通过将掩模成像在对应透镜阵列面,减小了测量噪声.并针对不同采样密度的H-S系统设计了多种掩模模式,提高了系统的子孔径测量范围,解决了大像差人眼测量时出现的光斑溢出和粘连问题.(3)提出了一种提高人眼波前像差仪测量范围的方法,该法综合了波前重建展开算法和波前探测的模板技术,大幅度提高了波前测量范围.在待测波前像差超出展开算法测量范围的情况下,此方法仍能对像差正常测量.与模板技术相比,该法大幅提高了可测的曲率范围.以球面波前入射的实验数据表明,所提出的新方法所能测量的最小曲率半径由模板法的75mm降低到10mm,并且由于该方法突破了展开算法的极限,实际上对局部曲率更高的波前仍可测量.