激光束沿传播方向不同位置强度分布获取是测量激光光束质量的前提和必备条件。目前,光强分布探测技术可归纳为两类:直接探测法和数值重建法。相比于直接探测法,数值重建法测量系统简单耗时短,是近些年的主要研究方向。然而现有的数值重建方法都只分析了光强分布相对简单的激光束,究其根本,这些方法或存在测量精度低或普适性差的问题。本文从数值重建法理论中的相位恢复和衍射数值计算两个关键环节着手,分析两个环节计算精度低的深层原因,并研究新的高精度相位恢复算法和高精度相干光传输计算方法。三平面振幅梯度法是一种仅仅需要三个不同轴向位置光强即可高精度反演相位的新算法。该算法基于三平面GS算法框架,在每一次迭代过程中引入振幅梯度变量,梯度变量的引入不仅加大了迭代步长而且克服了原算法收敛易停滞的问题。三平面振幅梯度法突破了传统GS收敛速度慢、收敛精度差、依赖初始条件的局限性,实现了高精度相位恢复。矩阵乘积角谱法是一种完全不依赖于FFT的全新衍射计算方法,该方法在频域和空域采样控制上都具备高度灵活性。基于采样灵活控制这一特点,矩阵乘积角谱法实现了频域采样点的最大化利用和有效带宽的最大化拓展,该方法在不改变计算窗口的前提下实现了相干光远近场高精度传输计算和观察靶面的自由控制。基于以上两个新算法,本文提出了一种具备普适性的只需三平面光强信息即可实现激光束强度分布数值重建的测量方法。