对于传统的地基天文望远镜，由于受到大气湍流影响，即使口径增大，设计、加工能力提高，分辨率也无法获得衍射极限水平。为解决该问题，1953年，美国天文学家H.W.Babkock提出自适应光学（Adaptive Optics，AO）概念；1957年，苏联天文学家Linnik也提出类似思想。经过多年的发展，光学工作者创立了一个光学新分支——自适应光学。目前，世界上大型的望远镜系统都采用了自适应光学技术，自适应光学的出现为补偿动态波前扰动，提高光波质量提供了新的研究方向。60多年来，自适应光学技术获得蓬勃发展，现已应用于天文学、空间光学、激光、生物医学等领域。在天文学领域，用于克服大气湍流形成的波前动态扰动，提高光学仪器分辨率及信噪比；在空间光学领域，用于遥感成像、战略防御等系统，以克服设计、制造、装调及热、结构变形等误差；在激光领域，用于克服激光器腔内热变形、光学元件加工及装调误差、激光增益介质不均匀、谐振腔失调、大气湍流扰动及热晕效应等，以提高高能束到达靶标的能量密度或解决激光通信中激光链路相干度退化及可用度降低问题；在生物医学领域，用于校正各类系统静态、动态像差，以获得清晰的生物组织图像。自适应光学集成了光、机、电、热、计算机、控制等多门学科的专业知识，是一门以多学科为基础，以实际波前误差为根据，实时校正波前误差的学科。与传统光学技术相比，其在校正光学系统动态误差方面具有独特优势。依据波前误差源的时频与空频特性，自适应光学系统可采用适宜的、各具特色的波前传感与校正方法，且校正器件种类繁多。在国际上，通常把校正低频误差源的光学系统称为主动光学（Active Optics）系统，主动光学的研究内容与自适应光学极其相似，两者的主要区别是误差源、传感器及校正器不同。主动光学的误差源主要是光学系统设计、加工与装调、热畸变、重力变形等误差，时频带通常低于0.1 Hz，但是幅度可远大于几个波长。
针对该类误差的探测，除采用自适应光学波前传感器外，还有传统的电容、电感传感器以及形变传感器等。而且，校正器往往放置于大口径镜体的背面，具有大型结构，并可承受较重负载。但是，二者的共同点是主要的。
自适应光学是一门体现科学性与工程性相结合的综合性学科，是利用光传播路径上获取的信息自动改善光波质量的理论、系统、技术和工程。
随着科学技术的进步，新材料、新技术的涌现，自适应光学也不断地发展。美国学者Robert Tyson 称，“自适应光学并没有一个独立的发明者，而是成百上千的科研与技术工程人员共同努力下发展起来的。”特别是近40年来，在自适应光学领域发生了许多革命性变革，科学工作者们不断研究新方法、新技术以实现无畸变光束传输，获取无畸变图像。无波前传感器自适应光学（WavefrontSensorless Adaptive Optics, WSLAO）系统去掉了传统自适应光学系统中的波前传感器，直接利用成像传感器获取波前误差信息，实现了在结构和工作流程上对自适应光学系统的简化。加之，随着微电子机械系统（Micro ElectroMechanical System, MEMS）的飞速发展，作为波前校正器的变形镜体积趋向小型化，更为无波前传感器自适应光学系统沿着小型集成、结构简单、可靠性高的方向发展提供了条件。按照校正模式，无波前传感校正方法分为模型法与无模型法，典型的无模型法有高频振动法、爬山法、遗传算法、随机并行梯度下降法等。这些方法中都包含迭代循环，其收敛性不是十分稳定或受到多方面因素的影响而不可预知，影响了校正效率。2002年，英国牛津大学工程系Martin Booth等采用Lukosz模式，选用基于图像的适宜评价函数，对光学扫描显微镜首次成功实施了基于图像的无波前传感器模型法自适应光学校正。该方法避免了无模型法收敛不稳定问题，校正所用的循环周期与所用模式阶数相关，校正次数固定，具有较好的实时性。上述自适应光学系统各具特点，需要根据所校正的误差源特性及应用环境合理选择。
