采用线性调波长的1.55 μm光纤激光和一个控制照明光束方向的旋转平面镜，建立了聚束模式合成孔径激光雷达(SAL)成像演示实验室装置。该装置运转稳定，能够产生与其成像理论预期完全相符的高分辨率成像。给出了典型的聚束模式SAL高分辨率成像结果，包括合作目标成像、非合作目标成像、对同一目标的持续跟踪成像以及相干叠加成像与非相干叠加成像。

为了抑制高速摄影中激光照明产生的散斑噪声对图像信息的干扰，分析了散斑的统计特性，并在此基础上对光束非相干叠加降噪原理进行了分析，讨论了参与叠加的散斑平均光强不等时叠加后散斑对比度的变化情况，对参与叠加的散斑平均光强满足不同分布时叠加后散斑对比度随叠加个数的变化情况进行了模拟。结果表明，参与叠加的散斑平均光强差异越大叠加后的散斑对比度越大，噪声抑制效果越差。并通过实验对理论结果进行了验证。

基于菲涅耳衍射积分方法、Stokes参量和复Stokes标量场，推导了两束单色傍轴矢量光束相干叠加和非相干叠加形成的合成Stokes奇点在自由空间传输时的表达式，研究了合成Stokes奇点在自由空间随振幅比变化的传输特性，同时分析了振幅比对合成Stokes奇点的偏振度的影响.结果表明：在自由空间传输时，合成Stokes奇点的数目、位置和奇点指数受振幅比影响.相干叠加场中，合成Stokes奇点的偏振度始终为1.在z=0面上，当振幅比η≠1时，C点、S23和S31奇点的奇点指数会发生反转；在z>0面上，产生奇点指数加倍的S23奇点.非相干叠加场中，合成Stokes奇点的偏振度小于1且随振幅比发生变化.在z>0面上，随振幅比η的改变，会产生不稳定的V点，V点会重新分裂为S23奇点和旋向性发生反转的C点；随振幅比η的进一步增加，S23奇点会湮灭.研究还发现，合成Stokes奇点的奇点指数之和守恒.