光学成像探测系统在诸多领域有重要应用,如无人驾驶、空间探测、医疗研究、军事制导等。然而在实际应用中,由于自然或人工干扰颗粒介质（雨、雪、烟雾等）存在于光学镜头到探测对象的探测链路中,其光散射效应会对光学探测系统造成一定程度的干扰。而随着颗粒介质与光学窗口距离的变化,其干扰方式也有所不同:距离光学窗口较远的远场干扰颗粒,通常会对探测目标产生光学屏蔽效果,降低目标成像的清晰度;距离较近的近场干扰颗粒,通常由于距离镜头近,由背景光源发出的光辐射被不同类型的颗粒流团吸收或散射后可能进入光学窗口,在光学系统中形成虚假成像。因此,为了给不同类型的颗粒流团在光学探测系统中的成像干扰特性分析提供支撑,本文针对探测器光学窗口近场的多尺度颗粒流团光散射成像特性开展了一系列研究工作。本文以探测器光学窗口近场多尺度颗粒流团为主要研究对象,旨在建立一套分析近场多尺度颗粒流团光散射成像特性的计算模型和算法工具,通过辐射特性基础理论研究和光辐射传输影响参数分析,进而给出不同背景光源下多尺度颗粒流团光散射成像特性。首先针对不同尺度颗粒的辐射特性计算方法展开研究,其中大尺度颗粒辐射特性采用了几何光学理论计算,小尺度弥散小颗粒和团簇颗粒辐射特性分别采用了Mie理论和广义Mie理论计算。其次,基于蒙特卡洛光线踪迹法建立了光线传输过程中的各类吸收散射事件和能量衰减的计算模型,并研究了光线携带能量和不携带两种思路下各模块计算模型的处理方法。针对空间探测器实际探测场景,分别构建了太阳光、尾焰光、颗粒流团自身发射辐射光为唯一光源的颗粒流团光散射成像算法模块,并考核了各模块的可靠性。在此基础上,开展了不同类型的大尺度颗粒、多尺度颗粒流团在不同光源下的光散射特性研究,并分析了颗粒姿态、颗粒尺度、光源类型以及辐射波长变化对多尺度颗粒流团光散射成像特性的影响。对单光源条件下多尺度颗粒流团的光散射成像数据进行叠加处理,获得了颗粒流团在三个光源并存的环境中的光散射成像,并分析了不同波长下三种光源贡献的辐射能量占比,其结果表明,0.75μm波长下,太阳光辐射能量贡献占比最大,尾焰光和自身发射辐射能量贡献可忽略不计;4.3μm波长下,尾焰光、自身发射辐射能量贡献占比接近,太阳光辐射能量贡献可忽略不计;8.0μm波长下,自身发射辐射能量占比最大,尾焰光和太阳光辐射能量贡献可忽略不计。