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本文阐述一种光纤阵列成像激光雷达，它采用光纤阵列代替传统成像激光雷达中的光电探测器阵列，在接收系统前端制成高像素的光纤阵列，同时利用光纤的柔韧性，阵列后端尾纤连接分立的单点光电探测器。这种设计既保证不会降低雷达系统的成像速率，又巧妙的避免了制作大型光电探测器阵列的难题，并且可利用光纤阵列前置扫描窗口的方法，减少对探测器数量的需求。所以光纤阵列成像激光雷达是一种成像速率高又对探测器要求很低的雷达系统。本文综述了光纤阵列成像激光雷达的研究背景、系统优势和国内外发展现状。然后提出本文设计的光纤阵列成像激光雷达系统，介绍该系统的工作原理，并对系统各部分器件进行分析，包括光纤的选择，光纤阵列的设计，重点分析聚焦透镜对光纤阵列接收系统传输效率的影响，得到聚焦透镜F值的最优解公式。随后对光纤阵列成像激光雷达的传输效率以及测距精度进行理论研究，由传统激光雷达的雷达方程出发，在考虑光纤端面反射、光纤传输等光纤独有的损耗因素后，推导得到光纤阵列成像激光雷达的传输效率分布公式。进一步引入时域高斯脉冲信号对雷达的测距精度进行分析，利用得到的传输效率公式，推出阈值测距方法的雷达测距精度分布。为获得光纤阵列端面相同的精度误差，采用变阈值法研究雷达精度，并给出了变阈值分布。之后文章完成了对光纤阵列成像激光雷达成像畸变的讨论，分析了光纤阵列成像激光雷达畸变产生的原因，讲述了光纤孔径对应视场面积的畸变和光纤对应视场方位的畸变，并完成了对雷达成像畸变的推导，得到了从光纤阵列端面到等距目标面的关系公式。再从雷达畸变产生原理和推导的公式出发，采用修正光纤坐标位置的方式，消除雷达的成像畸变。模拟了光纤阵列成像激光雷达成像畸变和修正，验证了雷达的成像畸变的存在。文章还展示了搭建的9×9光纤阵列成像激光雷达的实验室平台，介绍了实验所使用的各器件，包括激光器、探测器、透镜、以及光纤阵列，之后介绍了本文进行的光纤阵列成像激光雷达实验。在光纤阵列数值孔径的测定实验中，测定得到光纤阵列的数值孔径大小为0.52，在光纤阵列传输效率的测定实验中，得到了光纤阵列的传输效率分布，在光纤阵列成像激光雷达的距离像测定实验中，获得了实验室内的距离像，距离分辨率为0.15m，测距误差0.04m。