Shack-Hartmann波前传感器在天文观测、激光大气通信、人眼像差测量、光学元件面型测量以及光束质量诊断等领域应用广泛,它主要由两部分组成,一部分是用来分割待测激光波面的微透镜阵列,另一部分是用来捕获波面信息的CCD成像相机,它的探测原理是将入射的激光波前在入射面分割成一个个子波前,经过微透镜阵列成光斑点阵列图像,最终通过波前斜率计算重构出待测激光波前。本文在基于Shack-Hartmann传感器原理的基础上,对测量激光波前的一些技术问题上进行了深入研究,并验证了此方案,主要的研究工作如下:1.设计了Shack-Hartmann传感器模拟系统,利用ZEMAX的自定义表面US_ARRAY和泽尼克面型来模拟系统,再通过物理光学传播分析得到光斑点阵列灰度图像,实现了整个探测过程的模拟。2.波前检测算法的设计与改进,在光斑点阵列质心计算算法上,对传统质心计算方法进行改进,采用图像处理的方法,通过判断光斑连通区域获取光斑质心,并加入对连通区域面积的限制,增大了传感器动态测量范围,提高了探测精度,同时避免了零星光点的干扰。在匹配质心偏差计算算法上,利用光斑匹配外推法算法,该算法能够很大程度上提高传感器的动态测量范围。3.对该检测系统设计的算法的可行性进行了验证,通过对得到的光斑点阵列灰度图像进行相应的图像处理及算法实现,最终从光斑点阵列图还原出了待测激光波前,还原结果与标准结果几乎吻合。本文研究了基于Shack-Hartmann原理的激光波前检测方案,设计及改进了几大算法模块,主要包括图像的预处理、光斑的质心计算、质心匹配偏差计算及波前的还原重构,最终达到测量激光波前的目的。