平顶光束被发现以来,其独有的特性就引起众多研究者的兴趣,并将其应用到诸多领域。目前已应用于激光材料处理及相互作用研究、光纤注入系统、光学数据及图像处理、光刻、激光材料热加工、微操纵、光学生物医学和军事等领域都有广泛的应用。然而如何产生形状以及光斑尺寸可控的平顶光束成为了近年来的研究重点。在众多光束整形技术中,基于自适应光学的整形技术不仅能够实现不同形状、尺寸的平顶光束整形,还能够校正光束系统中由周围环境与光学元件带来的像差,从而保证整形后的平顶光束质量。变形镜作为自适应光学中的光束整形器件,具有控制灵活、光能转换效率高等特点,具有重要的发展前景。比较常见的变形镜有静电薄膜变形镜、电磁变形镜以及压电片式变形镜。压电变形镜作为变形镜的一种,具有响应速度快,成本低,高损伤阈值等特点在自适应光学中得到广泛应用。本文基于自适应光学系统,采用单压电变形镜进行平顶光束质量与整形研究。具体研究工作如下:（1）设计和搭建平顶光束实验平台。分析平顶光束生成原理,设计基于变形镜的自适应光学系统。控制系统利用波前传感器反馈的波前信息,控制变形镜重构目标光斑对应的调制相位,实现对光束的整形。实验中采用基于61单元单压电变形镜的光束整形实验平台,采用CCD相机记录平顶光束分布情况。（2）实现平顶光束相位的求解与仿真分析。通过分析比较不同的搜索优化算法的优缺点,本研究采用SPGD算法对平顶光束相位进行求解。通过对圆形、方形平顶光束的不同尺寸（w=0.25、0.3、0.35、0.4mm）的相位求解,最终得到了表示平顶光束相位的65项Zernike系数和与之相对应的平顶光束仿真光斑。从仿真结果看,圆形和方形仿真光斑的大小和光强纵切图平整度与目标光斑基本相符,同时小尺寸的平顶光斑质量要略优于大尺寸的平顶光斑。（3）利用自适应光学实验平台完成了不同形状、不同尺寸的平顶光束对比实验。采用61单元变形镜生成平顶光束,该变形镜可以校正系统的波前像差,系统校正后的残余误差RMS减少到8nm。由整形结果可知,对于圆形平顶光斑整形后的形貌质量较理想,平顶光斑的圆形度和光斑大小与目标光斑基本一致。将圆形和方形平顶光中的实测光强纵截面与目标形貌进行归一化拟合,目标光斑的平顶区域半径为0.25mm,实际生成的圆形平顶光斑平顶区域为0.22mm,方形平顶光斑为0.21mm,实际光斑大小与目标非常接近。同时对不同尺寸（w=0.25、0.3、0.35、0.4mm）的圆形和方形平顶光斑进行实验整形,对于圆形平顶光班,所整形成的平顶光斑的大小和平整度与目标基本一致,仅在光斑尺寸较大（w=0.4mm）时,光斑周围存在略微的杂散光。而对于方形平顶光班,尺寸小的光斑要比尺寸大的光斑整形效果好,实验整体达到了预期效果。