在惯性约束聚变(ICF)研究中，激光等离子体相互作用产生的散射光不但降低了靶物质对激光能量的吸收，还降低了辐射场的温度，从而影响激光与等离子体的耦合效率，精确诊断散射光能量和时间光谱变化过程对激光等离子体作用研究十分重要。本文针对神光-Ⅲ主机靶室物理诊断需求，研制了神光-Ⅲ主机背向散射诊断系统，该系统分为全孔径背向散射诊断系统(FABS)和近背向散射诊断系统(NBI)，能够分别对打靶透镜范围内及其附近的散射光进行测量。本文首先介绍了背向散射光的产生机制和测量原理，根据神光-Ⅲ主机背向散射诊断系统设计要求，分别设计了近背向散射诊断系统和全孔径背向散射诊断系统，并从光学系统设计和结构设计角度出发，对系统主要光学元件和调节机构进行了详细分析。诊断光路使用二向色镜对受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)实现光谱分离，采用能量卡计、条纹相机及快光电管对散射光能量和光谱信息进行测量。由于散射光分布空间范围大的，近背反系统椭球镜收光盘尺寸达到φ1300mm，设计时采用四块拼接结构，收光盘的调节机构采用四个伸缩连接杆，其中三个构成一个相互正交的俯仰调节机构；另一个连接杆起辅助定位作用，可实现椭球镜的X向、Y向、Z向、俯仰五维调节功能。全孔径背反系统采用离轴抛物镜收集散射光，终端光学组件倾斜放置并使用空间滤波器对杂散光和散射光实现了分离。为获得准确的散射光测量值，对背反测量光学系统的透过率和光谱进行了标定。使用532nm和351nm作为标定的特征波长，分别模拟SRS和SBS光谱。对背反光路采用光束模拟镜模拟真实散射光空间分布，光束的指向通过折转反射镜的指向调节机构改变，同时使用带镜头的CCD监视系统可观察光斑的位置，从而实现光源位置的重复性调整。最后，通过打靶实验得到了散射光的能量和时间光谱数据，从实验结果分析可以看到各打靶发次散射光能量测得值数据基本一致，散射光谱信息符合理论分析，证明了该诊断系统工作性能稳定，满足了设计要求。通过对诊断系统进行精度分析，得出了诊断系统能够对散射光进行精确的诊断，从而为监测激光等离子体耦合提供了科学合理的物理诊断方法。