自适应光学系统因为具备实时校正大气湍流引起的波前误差的能力，被越来越多的应用在大口径天文望远镜中，以提高望远镜系统的光学性能。一直以来，对于自适应光学系统性能的测试往往需要将其安装到望远镜系统中，这会带来测试成本高以及占用望远镜观测时间的问题。本文使用计算全息技术对大气湍流相位进行编码，同时提出了一种新的基于离焦型夏克-哈特曼波前传感器的相位测量技术，以期能够在实验室中模拟大气湍流环境，对自适应光学系统进行性能测试。

本论文的具体工作如下：

1. 利用计算全息技术来编码大气湍流相位，基于计算干涉图的编码方法，将相位信息编码在二元的干涉条纹中。应用该编码方法对球面波和大气相位进行了数值模拟实验，实验结果表明该方法制作相位屏更为简单且重现效果良好。

2. 为了对制造出来的相位屏的再现结果进行验证，本文还提出了基于离焦型夏克-哈特曼波前传感器的一种创新的相位测量技术。该技术利用离焦型夏克-哈特曼传感器传感器记录两种不同波长的光的照射下的强度分布图，采用双波长相位恢复算法进行相位恢复，获得了透过相位物体的数字光场，实现了纯相位物体成像。利用该方法对相位物体、光栅以及大气湍流相位进行了数值模拟实验，将该方法与其他相位测量方法进行比较，并在最后对其进行了抗噪性测试。数值模拟结果表明该相位测量技术方法简单、精度高、收敛速度快，抗噪性良好，是一种非常具有潜力的定量相位成像技术。

综合上述的两项工作就有能力在实验室里重现大气湍流相位对观测波前的影响，对自适应光学系统的调试和研究具有重要的意义。