激光目标探测中,激光雷达散射截面(LRCS)是一个描述目标激光散射特性物理量,该参量与目标材料、几何形状、表面粗糙度及入射光波长有关,它是在入射光为相干光波特性下定义的。相干光在传输过程中受大气影响退化为部分相干光;而部分相干光的传输特性可有效抑制湍流带来的光强闪烁、相位起伏等影响。近几年激光雷达领域研究热点之一的新体制激光符合成像雷达,正是利用具有部分相干光特性的激光作为发射光源。当探测光波为部分相干光时,目标对入射光波散射特性将产生变化,因此有必要研究部分相干光目标散射特性。目前,具有粗糙表面目标部分相干光散射特性研究还处于初步阶段,本文将研究典型的部分相干光—高斯谢尔模光束(GSM)入射下,高斯粗糙面的LRCS。在高斯谢尔模光束的粗糙面散射研究中,将高斯谢尔模看作高斯光束与随机相位相结合,利用角谱理论,将入射高斯谢尔模光束场进行平面波展开。基于矢量场叠加原理和粗糙面散射中的基尔霍夫近似法,推导GSM光束入射时,高斯粗糙面的散射场公式及散射系数公式,并对相干与非相干散射系数进行讨论,当光束宽度或光源相干长度增大到一定程度,结果可退化到相干光情况。分析计算在不同空间相干长度和入射波长的光照射下,粗糙面的散射系数。论文还开展部分相干光粗糙面散射实验测量。利用旋转毛玻璃法,通过改变准直透镜的焦距,产生不同相干长度的部分相干光。利用目标散射测量系统,测量波长为532nm、632.8nm和650nm下,不同入射光相干长度粗糙样品的后向LRCS角分布,并与理论计算结果进行对比分析。