随着航天科学技术的飞速发展,在卫星激光通信、引力波探测等这类空间弱光探测系统中,对于杂散光抑制效果提出了更严格的要求。光机结构件表面散射特性直接决定了系统中的杂散光分布,其中由金属结构件表面光散射引起的这类视场外非目标杂散光严重制约着系统的信噪比,极大地影响着系统的稳定性。针对金属结构件表面散射特性的研究一直是工程上的“卡脖子”问题,在实际工程需求牵引下,本课题基于双向反射分布函数（Bidirectional Reflection Distribution Function,BRDF）,对金属结构件表面展开反射分布测量技术研究。本文首先对金属结构件表面散射特性和杂散光的传输进行了理论研究和分析,其次对比了两种BRDF测量方法的优缺点,基于BRDF绝对测量法搭建了实验测量系统,对航天金属材料表面散射分布展开研究,分析了不同条件下的BRDF峰值分布规律和散射分布特点。建立了具有金属结构件表面纹理分布属性的BRDF模型。同时,为满足实际工程需要,对实验测量结果进行ABg、Harvey散射模型拟合,建立了金属结构件散射模型数据库,为杂散光追迹仿真分析、系统设计及材料选型提供必不可少的数据支撑。本文的主要工作内容有以下三个方面:（1）搭建了一套BRDF实验测量系统。本文根据基于双向反射分布函数的绝对测量原理,自主设计和构建了BRDF测量系统,该系统主要是由光源系统、旋转扫描系统、信号探测系统和软件控制系统组成,实现了半球空间内散射光能量的全自动扫描探测。并对系统测量不确定度的各因素进行了分析,综合结果表明所搭建系统测量不确定度为4.61%。（2）测量并分析了金属结构件表面散射特性分布。针对钛合金、铝合金、铝基碳化硅三种典型航天金属材料在不同影响因素下的散射分布特性展开实验测量,对比分析了不同激光波长、入射角、散射角、纹理分布、表面粗糙度下BRDF的峰值分布规律和散射分布特征。定性地表明了钛合金杂光抑制效果优于铝合金,测量结果也为表面散射模型的建立提供了直接的散射分布数值。（3）建立了金属结构件表面BRDF散射模型。基于金属结构件表面纹理分布的特殊性,在考虑遮蔽掩饰效应的影响下建立了金属结构件表面BRDF模型,使用模拟退火算法对实验测量结果进行拟合,模型计算结果与实测数据之间相对误差优于7.26%,说明该模型能够完整准确的表征金属结构件表面散射特性。同时,利用实测数据对Abg、Harvey模型待定参数求解,建立了散射模型数据库。通过对各结构件的杂散光抑制情况分析,定量地说明了钛合金对杂散光的抑制优于铝合金1个量级。