粗糙表面激光回波偏振特性是激光探测、目标识别等领域的一个重要研究内容，它对激光雷达、红外探测和目标识别等遥感设备的优化设计和性能改善有很强的促进作用。本文进行了粗糙表面激光回波偏振特性的实验研究，主要包括可见光波段和红外光波段(以532nm和1064nm为代表)的散射偏振性质研究。实验中对影响散射光偏振特性的几种因素做了详细的研究，包括目标粗糙度、材料、入射光波长、入射光偏振态等，目前国内还未有此类问题的详细研究的报道。通过实验得出：粗糙表面散射光的偏振度随着入射角的增大而逐渐减小，当入射角增大到一定角度后，有上升的趋势；不同粗糙表面表现不同的偏振特性，粗糙度大的目标表面偏振度小；同种情况下，金属表面的保偏性比非金属强；圆偏振光入射时比线偏振光入射时的退偏性强；长波长激光入射目标时的散射光偏振度高于同种情况下短波入射。本文对实验测量结果及规律给予定性解释。最后，根据斯托克斯矢量分解法，求出散射光中可能存在的偏振成分，并举例说明不同目标表面在不同偏振态的入射光下其散射光中偏振光的形态。将偏振特性与实际目标表面相联系，所得结果对激光探测、目标识别等领域有一定的参考价值。