离子束刻蚀后的光学元件表面的空间散射光的测量对获得光学元件表面微观几何形状、评价光学元件的光学特性以及改进离子刻蚀工艺等方面都具有重要意义。因此,本文研究了用于测量离子刻蚀后的光学元件表面空间散射光的测量系统。本文在深入研究空间散射光测量技术后,提出了以双向反射分布函数为理论依据,以光束整形技术、机械结构设计和相关检测技术为核心的测量系统设计方案,实现了在强噪声背景下对微弱空间散射光信号的测量。测量系统的硬件部分主要由光路结构、机械结构和信号采集控制三个模块组成。其中光路结构实现了光束调制、扩束准直、空间滤波、光束聚焦、光束角度改变以及杂散光消除等；机械结构实现了方位角00-3600、天顶角00-900的半球空间散射光测量；而信号采集控制模块采用相关检测技术实现了在强噪声背景下对空间微弱散射光信号的高精度测量。测量系统的软件部分则是基于虚拟仪器软件LabVIEW开发的,共分为四大模块：用户登录模块、基准光测试模块、散射光测试模块和存储模块。通过上述软硬件系统集成,研制出空间散射激光测量系统,搭建实验平台对样品进行了测量,通过实验研究了光路结构对散射率测量的影响,并对测量系统的误差进行了分析。本测试系统实现了高信噪比、高精度和快速响应的离子刻蚀样品的空间散射激光测量,实验表明,激光光源功率为1mW时,测量系统的散射率测量精度达到10-5ppm(对应10-11)。