利用随机相位屏模拟高功率激光器输出光束的近场畸变波前分布，并采用高通滤波的方法模拟波前相位校正过程，建立了自适应波前校正物理极限预估的物理模型，并明确了导致波前校正效果物理受限的主要因素是激光器输出光束的高频相位特性。针对高功率化学激光器的模式特性问题，建立了化学激光器谐振腔内本征模式的计算模型，详细分析了腔镜热畸变、腔镜失调、腔内介质的非均匀增益等多种因素对激光器模式特性的影响，并通过对激光器输出光束特性及其传输规律的研究，特别是激光器输出光束的相位特性及其传输和演化规律，明确了输出光束波前高频相位的产生机理及其主要影响因素，并定量分析了远场焦斑特性与近场位相分布特性的关系，特别是近场高频位相分布与远场焦斑特性的联系。在此基础上，通过定量分析光束波前高频相位所占比例随传输距离的变化规律，获得了自适应波前校正效果与校正位置的定量关系。针对激光束在大气通道中的传输问题，运用相位屏近似法，计算模拟了激光束通过大气湍流传输后的光场分布，并从高频相位比例和相位不连续点数目等角度对畸变光束的相位特性进行了分析，进而利用考虑到变形镜驱动器间交联耦合的高通滤波方法模拟自适应光学系统对畸变波前的校正作用，定量分析了湍流强度和传输距离对波前校正效果的影响。针对目前通过实验手段难以准确地获取激光束的近场高频相位分布的问题，提出了一种用于波前高频相位恢复的逐次逼近迭代法，根据已知的激光束近场光强分布、远场光强分布以及近场低频相位分布，利用恢复算法来确定近场高频相位分布。通过对具有不同畸变波前的激光束进行高频相位恢复，验证了恢复算法的适应性。通过建立噪声扰动模型，分别讨论了近场光强噪声扰动和远场光强噪声扰动对高频相位恢复效果的影响。在此基础上，发展了用于激光束高频相位恢复的可视化仿真模拟软件，并对实验数据进行了处理，获得了较为理想的恢复效果，验证了高频相位恢复算法的正确性和有效性。在实际工作中，利用恢复算法模拟得到激光束近场高频相位分布后，再运用自适应波前校正预估模型，可对自适应光学系统的波前校正物理极限问题进行预估。