激光穿透强散射介质时会受到多重散射的影响,因而未经调制的激光无法穿透强散射介质实现聚焦。采用迭代优化法、相位共轭法或传输矩阵法能实现激光透过强散射介质在散射介质内部或外部聚焦。遗传算法具有优越的自适应性和高鲁棒性,基于遗传算法容易实现光聚焦而且抗噪性能卓越。当实现光聚焦的速度足够快时,就能应用光聚焦技术对活体生物组织进行成像,因此研究基于遗传算法的光聚焦的快速实现具有重要意义。本文研究了遗传算法理论并将遗传算法用于激光波前整形实现光聚焦。对激光波前进行纯相位或纯振幅调制都能实现光聚焦。数字微镜对激光振幅的调制速度比液晶空间光调制器对激光相位的调制速度更快,本文研究采用数字微镜对入射光场进行二进制振幅调制,从而提高了实现光聚焦的速度。遗传算法的迭代时间是影响光聚焦速度的重要因素。调制入射光场的掩膜矩阵从电脑传递到数字微镜和CCD相机对输出光场进行曝光并将图像传回电脑的过程中皆存在延时。研究对CCD相机的丢帧进行定位和处理,提出和在实验上实现了错位对准迭代时序,加快了波前整形速度。在计算机中使用并行运算遗传算法使其能以更快的帧率迭代,从而提高了实现光聚焦的速度。在FPGA中实现GigE接口和HDMI接口,从而使用FPGA接收并解析CCD相机回传的图像和将FPGA中的掩膜矩阵直接输出到数字微镜中;使用FPGA取代计算机,在FPGA中生成随机数以及实现选择算子、交叉算子、变异算子和进行遗传算法运算,减小延时和提高算法的运算速度,从而提高了实现光聚焦的速度。研究遗传算法并与波前整形结合,在实验上实现了光透过强散射介质聚焦;提出并实现了错位对准迭代时序,避免了迭代延时的累加,波前整形速度从5Hz提高到25Hz,提高了 4倍;在实验上使用FPGA芯片取代计算机运行遗传算法进行波前整形实现光聚焦,波前整形速度从5Hz提高到60Hz,提高了11倍。