采用蒙特卡罗法建立了各向异性散射介质中高斯脉冲激光的全链路瞬态辐射传输模型，构造并推导了散射方向概率模型及其坐标系变换过程。在此基础上，计算分析了高斯脉冲激光回波特性的时域分布及差异。研究结果表明: 时域回波信号的脉冲增减来自于其他类别信号的转化和自身信号的超前或滞后；随着前向散射的增强，目标回波信号强度增大、峰值时刻前移、时间展宽减弱，散射回波信号响应与其相反且影响程度减弱；目标回波特性与[0°,90°]前向散射区域直接关联，散射回波特性与[90°,180°]后向散射区域直接关联。研究结论可为脉冲激光主动探测系统的性能提升及地物目标的反探测隐身提供理论指导。

为了进一步提高主动探测系统的回波信噪比和时空分辨率，采用蒙特卡罗法建立了参与性介质中超短脉冲激光的双程瞬态辐射传输模型。基于该模型，分析了各向同性散射介质中介质物性参数和目标反射特性对高斯脉冲激光回波信号角度特性的影响。研究表明，光学厚介质中，目标回波信号的入射天顶角已达到稳定状态，峰值角度区间为30°~40°，能量集中范围为30°~50°，且其时间展宽特性与所处角度区间无关；光谱衰减系数对回波信号的能量衰减和脉冲宽度均存在强烈影响，散射反照率则着重体现在后期回波信号的能量衰减上；镜反射引起的高强度前期回波信号减弱，镜-漫反射间目标回波信号的绝对差值极其微小，呈现弱关联性。可为选通摄像机的设计选型及脉冲激光器的波长选取提供参考借鉴。