近年来,激光技术的飞速发展为开启“光制造”的新时代创造了契机,使得高光束质量激光光源日益成为研究焦点。与此同时,针对激光光束质量测量技术的研究引起了领域内广泛关注,正逐步向更精准、更快速等方向发展。获取激光光束在空间传输过程中的强度分布是解决光束质量测量的核心问题,利用光波横向二维复振幅进行空间三维光场数值计算的方法能够快速求解光强分布,具有无需空间扫描、可实时化的特点,是实现目标的有效途径。然而目前在衍射计算过程中尚存在不能高精度获取光强分布的问题。本论文从测量原理入手,着重基于标量衍射理论对影响测量精度的机理开展了相应研究。首先,对本文的研究背景及意义进行了阐述,介绍了光强空间分布实时测量及光场传输数值计算的国内外研究现状。其次,从标量衍射理论出发,分析了不同近似条件下衍射积分的表达形式以及算法实现的基本途径,并分析了在一定精度要求下数值计算需满足的基本条件。此外,在数值仿真的基础上比较了不同算法的频率响应差异以及抗欠采样能力,深入地分析了角谱传输过程的欠采样问题,给出了给定具体参数后光场采样需要满足的条件。再次,从复振幅分布角度分析了单模激光与多模激光的空间频率特性。此外,阐述了目前获取光波复振幅的几种典型技术,研究了基于光强传输方程求解光场相位分布的过程,并仿真实验验证了相位分布计算的准确性,为复振幅传输提供了可靠基础。基于拟合光束传输曲线并计算M~2因子的过程,建立了光强分布准确度的验证模型。对于提取光强轮廓中束宽计算问题,研究了抗噪声的迭代计算法。利用实验采集数据与仿真的多模激光传输过程,验证了束宽计算与数值传输计算的正确性。最后,通过分光路的方法搭建了激光复振幅测量平台与扫描型光束质量测量平台。利用前者测量结果进行数值传输计算获取激光光束空间光强分布,并提取光束质量因子;后者测量结果作为对比参照,实验结果显示两者之间差异小于2.5%,证明了基于标量衍射理论计算激光空间光强分布的可行性。此外,还搭建了同时采集不同轴向位置光强图像系统,利用此系统可重构光场复振幅,实现了实时获取激光空间分布及光束质量的目的,并对测试结果的稳定性与重复性进行了分析。