简述了强度相干成像原理, 分析了照明激光散斑效应, 并仿真了散斑效应对频谱模值的影响, 利用数字微镜阵列设计实验, 根据自适应望远镜测得的波前数据设置数字微镜阵列翻转状态, 对不同目标采集光强涨落信息, 利用基于先验信息的迭代算法进行图像恢复.结果表明：目标散斑光场强度涨落服从负指数分布; 散斑光场使得目标频谱模值高频部分出现误差; 利用基于先验信息的迭代算法能较好地恢复目标图像, 目标恢复图像峰值信噪比最高可达29.87 dB.

为了有效抑制激光照射目标表面所产生的散斑效应, 提高激光主动成像图像质量, 提出采用多光束照明技术, 通过理论分析与仿真实验相结合的方式验证了多光束照明在抑制回波散斑效应方面的作用。首先, 建立了多光束分光照明模型, 理论分析了多光束照明对于完全散射叠加场和部分散射叠加场的散斑抑制原理。在此基础上, 根据理论模型构建了仿真实验系统, 采用不同能量分配的分光方式, 对3种不同表面粗糙度的目标进行了单光束回波散斑对比度和多光束回波散斑对比度实验评估。实验结果表明: 等能量4光束照明的回波散斑对比度仅为单光束对比度的1/2, 与理论分析结果完全吻合, 充分验证了多光束照明技术在回波光场散斑抑制方面的有效性。

介绍了激光回馈的概念及其两种主要的理论研究模型：三镜腔模型和注入锁定模型。激光回馈干涉仪相位灵敏度与传统双光束干涉仪相当，且具有结构简单、紧凑、易准直、对激光器无特殊要求等突出优势。重点介绍了激光回馈干涉仪在位移、速度等参量测量及生物传感领域的发展应用。当被测表面为漫反射表面时，散斑的存在将导致自混合信号的振幅衰减，并引入随机相位误差。总结了自混合干涉系统中的散斑效应及改良技术手段，介绍了散斑效应在传感测量领域的发展应用。

分析了合成孔径激光成像雷达(SAIL)受散斑效应影响的分辨单元成像过程并推导了含有散斑效应的二维数据收集方程。在此基础上通过数值模拟分析比较了不同接收天线尺寸、不同天线积分起点位置情况下散斑效应对成像所需的光电流交流项、距离向压缩和最终分辨单元成像结果的影响。结果表明散斑效应对分辨单元成像的影响主要体现在降低了分辨单元的图像强度，同时不同天线尺寸和天线积分位置对分辨单元的成像影响差异较大。分析结果可为今后SAIL散斑效应的抑制提供一定的参考。

合成孔径激光成像雷达（SAIL）时空散斑效应严重影响了成像质量。在时空散斑效应基础上，分析了合成孔径激光成像雷达中的散斑天线接收特性，建立了光学接收天线散斑孔径积分场的物理模型，模拟了目标分辨单元光学接收天线散斑孔径积分场距离向时间变化、方位向空间变化的二维分布。分析了不同接收天线散斑尺度比、不同天线积分起始位置对接收天线散斑孔径积分场的影响，并根据其统计性质得到散斑效应影响较小的接收天线尺寸和接收天线积分范围，为合理设计散斑效应较小的接收天线尺寸提供了参考，对进一步分析时空散斑效应如何影响SAIL目标成像有直接意义。

合成孔径激光成像雷达（SAIL）中的散斑效应严重影响成像质量。建立了远距离SAIL系统下激光散斑理论模型，分析了产生时空散斑效应的原因并推导了时空散斑效应的数学表达式。给出了由单个目标分辨单元粗糙表面引起的光学天线接收面上的散斑花样，通过具体实例分析了散斑的统计性质。模拟结果表明，散斑平均宽度与合成孔径中的光学足趾尺度相当；一次脉冲啁啾时间内散斑花样在距离向移动的距离等于散斑的平均宽度。通过大口径SAIL演示样机实验，验证了时空散斑效应的距离向波长特性，从而直接认识了SAIL中的散斑效应。模拟结果为实际SAIL系统中利用多口径接收装置抑制散斑效应提供了一定的参考。

在充分考虑了空间背景光辐射特性以及漫反射目标对相干光和自然光的不同反射特性的基础上,利用信号检测的统计学方法,导出了空间电荷耦合器件(CCD)凝视成像跟踪系统分别在激光照明主动跟踪模式和太阳光照明被动跟踪模式下的作用距离表达式。结果表明,空间CCD凝视成像跟踪系统在脉冲能量为1 mJ的激光照明主动跟踪模式下可对1 m2空间漫反射目标实现10 km量级范围内的跟踪;而利用太阳光照明的被动跟踪模式下的跟踪距离可达几百千米。