哈特曼波前传感器在天文观测、激光光束净化、光学元件检测、人眼像差探测等场景都有重要的应用，具有结构简单、能量利用率高、对环境的适应能力强、实时性好等一系列优点。面对不同的复杂应用场景，哈特曼波前传感器的相关改进研究也在不断深入。

在实际的探测场景中，待测光束强度空间分布不均匀难以避免，尤其是当激光器输出光束功率较大或者激光长距离大气传输时。受限于现有光电探测器件有限的感光动态范围，当输入传感器的光束近场强度分布极不均匀时，哈特曼波前传感器的光电探测器在单次曝光下采集的光斑阵列图像会存在明显的强弱分布，甚至出现光斑过曝、像素丢失甚至光斑缺失等复杂状况。这些光斑图像信息非准确记录的情况将会对哈特曼波前传感器的子孔径内波前斜率提取和全口径波前探测的精度带来显著影响。

上述问题主要源于哈特曼波前传感器光电探测器的动态范围无法适配光束近场光强起伏程度。在图像处理领域，光电探测器即相机动态范围不足的问题也十分常见，为此技术人员发明了多种高动态范围图像处理技术解决摄影时相机动态范围受限的问题。受此启发，本文提出使用高动态范围图像生成方法对哈特曼波前传感器的光斑阵列图像进行处理，获取高动态范围的光斑阵列图像。

本文首先分析了近场光强分布不均匀对哈特曼波前传感器探测精度的影响，而后通过仿真分析了光强起伏程度、光电探测器响应函数及动态范围对波前传感器探测精度的影响；最终使用两幅图像生成高动态范围光斑阵列图像，并分析对比了不同方法对应的波前复原误差，验证了哈特曼波前传感器高动态范围图像预处理方法的可行性和有效性，可为近场强度分布不均匀场景下的哈特曼波前传感器高精度波前测量提供一种具有应用价值的技术路线。