精确地测量激光在大气传输后的光斑参数，是研究激光大气传播效应和分析激光发射系统性能的关键技术手段。测量激光远场参数的方法主要包括阵列探测法和相机成像法，目前在激光大气传输效应的测量评估中大都采用阵列探测法。由于探测器阵列靶受物理空间和研发成本等因素的限制不能均匀且高分辨率紧密排布，将造成采样光斑的失真，难以精确地测量远场光斑参数。针对此问题，利用相机分辨率高的特点，设计了一套基于漫反射屏成像法的激光参数测量系统。该系统最小测量分辨力小于0.39 mm，质心位置平均偏差为0.05 mm，测量光斑到靶功率不确定度优于10%。该系统能有效地测量激光发射系统的跟瞄精度和到靶功率，为分析激光大气传输效应和分析激光发射系统性能提供有效手段。

为降低光束质量测量系统中阵列光纤输出串扰导致的测量误差，本文提出了硬件设计与算法构建相结合的串扰校正方法，并就此展开了相关的原理研究与方法验证。首先，基于光束质量测量要求和光纤传光原理分析了阵列光纤的串扰影响；其次，结合朗伯散射原理和实验结果验证了校正串扰的原理：使用朗伯体降低阵列光纤输出光发散角差异，并建立统一的弥散光斑串扰模型，再采用反卷积算法复原到靶光斑；再次，介绍了针对性的反卷积算法原理，并就相关参数的设计展开了讨论；最后，对真实光斑、光纤输出的未校正光斑及已校正光斑进行对比分析，实验验证了校正方法的可行性。实验结果表明：与未校正光斑相比，校正后光斑强度分布的相对均方根误差由36.06%降至4.67%，桶中功率的相对均方根误差由7.79%降低至0.73%，86.5%桶中功率所在束宽的测量相对误差由10.83%降至3.46%，结合校正算法的图像处理和参数计算总时间约为8 s。

探测器阵列靶是测量激光强度时空分布的常用设备，为实现到靶激光参数高精度测量，取样衰减方式是其关键。针对探测器阵列靶散射取样衰减技术，基于双向透射分布函数对毛玻璃等材料透射散射光特性进行研究，推导出散射到探测器感光面激光强度衰减倍率的计算公式。设计了毛玻璃与工程漫射体组合的散射取样衰减单元，结合ABg散射模型，利用TracePro建立仿真模型。结果表明，设计的取样衰减结构可以承受功率密度2 000 W/cm²激光辐照20 s；散射出射角在±5.44°范围内，探测面取样不均匀性约为3.34%；衰减倍率仿真设计结果与实验测量误差约为0.805%。该种散射取样衰减方式具有抗激光损伤能力强、光斑匀化效果好、光强定量衰减及宽光谱响应等优点，具有很好的应用前景。