本课题是以微弱光电信号检测原理、微分散射测量理论作为理论指导,理论上分析得到样品表面粗糙度和散射之间的关系。通过光电探测器对半球面内样品表面任一方向的散射光的探测,可以得到关于该点空间散射量的分布情况,进而得到样品质量的相关信息。这里为了提高该系统的测量范围在强光情况下选择PIN光电二极管与APD雪崩光电二极管,在弱光情况下选择PMT光电倍增管。本课题主要研究光源固定入射的情况下,该微分散射测量系统中空间单点的散射量的测量。设计出具有可以自控调节增益的前置放大电路并制成PCB电路板,在对微弱信号的提取中使用带通滤波去除背景及其他因素所带来的噪声,并基于虚拟仪器Labview为开发环境,用计算机和多功能卡实现散射量的自动数据采集和自动增益控制。研究内容还包括光学系统的设计、光电探测器的选取(要求探测器的测量动态范围要大和信噪比要高)、强背景光下提取微弱信号研究。利用该系统最终能够得到散射样品表面的空间散射分布情况。该方法不仅能了解样品表面微观特征,而且采用了自控测量系统。详细设计和调试了以PIN光电二极管为探测器的强光检测系统,经估算此测量系统的最小可探测光功率可达1.628×10-5mW,实际测量的最大误差在±3%范围内。