siempre es en el tercer link por que es desde donde estás invocando la función. para lograr lo que pretendes creo que ha de ser algo así
Cita: function imp_imagen()
{
var imagen=new ver_imagen();
var rad = Math.floor(Math.random() * imagen.N);
src= imagen[rad] ;
document.getElementsByTagName('a')[rad].innerHTML = "<img src="+src+">";
}
<a href="http://enlacedeafiliadodelaPrimeraFoto.com"></a>
<a href="http://enlacedeafiliadodelaSegundaFoto.com"></a>
<a href="http://enlacedeafiliadodelaTerceraFoto.com"></a>
<script type="text/javascript">imp_imagen()</script>