本文针对差分合成孔径激光雷达(DSAL)未来应用场景具有回波信号微弱、平台与目标之间存在运动误差的特点，在微弱回波条件下进行了随机活塞运动目标的DSAL成像演示实验。采用波长为1 550 nm的激光源，搭建了DSAL成像系统，接收孔径间距为188 μm，目标距离为2.4 m。通过在发射端加入偏振片对发射功率进行衰减，并利用步进线性平移台给目标到雷达之间的光程引入随机活塞运动误差。在激光发射功率约为50 nW和20 nW的情况下，对光程变化在［-5 μm, 5 μm］的随机活塞运动目标进行DSAL成像实验，此时合成孔径激光雷达(SAL)图像由于随机相位误差而完全散焦，DSAL图像则聚焦良好。实验结果表明，在微弱回波条件下，DSAL系统仍能较好地消除相位误差，实现稳定成像。