[发明专利]短相干照明与偏振结合的水下远距离光学成像装置及方法

权利要求书

1.一种短相干照明与偏振结合的水下远距离光学成像装置的成像方法；

所述的短相干照明与偏振结合的水下远距离光学成像装置，包括短相干激光器、光学成像系统、起偏器和检偏器，短相干激光器的像方端设置起偏器，光学成像系统物方端设置检偏器，短相干激光器发出的激光经起偏器入射到成像目标，成像目标置于水体环境内，成像目标反射光束经由检偏器传输至光学成像系统；

所述的成像方法，其特征是，包括以下步骤：

在无成像目标的情况下，成像装置采集未包含目标光束的后向散射图像；

记录此时短相干激光器的功率P₁、图像的积分时间T₁和后向散射图像Im₁；

在设置成像目标的情况下，成像装置采集含有目标光束和后向散射信息的图像；

记录此时短相干激光器的功率P₂、图像的积分时间T₂和含有目标光束和后向散射信息的图像Im₂；

获得成像目标的水下图像Im：

2.如权利要求1所述的短相干照明与偏振结合的水下远距离光学成像装置的成像方法，其特征是，所述起偏器与检偏器的偏振态相互正交。

3.如权利要求1所述的短相干照明与偏振结合的水下远距离光学成像装置的成像方法，其特征是，所述光学成像系统包括光学系统和图像传感器，检偏器设置于光学系统的物方端，图像传感器设置于光学系统的像方端，成像目标反射光束经由检偏器、光学系统传输至图像传感器。

4.如权利要求1所述的成像方法，其特征是，在无成像目标的情况下，短相干激光器发出激光光束，激光光束经过起偏器产生偏振光束，偏振光束照射入水体环境中，照射到能够产生散射光并向后入射进光学成像系统的散射粒子上，产生后向散射光，后向散射光经由检偏器，成像到光学成像系统上，得到未包含目标光束的后向散射图像。

5.如权利要求4所述的成像方法，其特征是，得到未包含目标光束的后向散射图像后，将图像传感器的增益和积分时间调至最小，在后向散射图像中像素最大值不会饱和的前提下，增大短相干激光器的功率，并记录此时短相干激光器的功率P₁；而后调整图像的积分时间使后向散射图像中像素最大值饱和，记录此时图像的积分时间T₁和后向散射图像Im₁。

6.如权利要求1所述的成像方法，其特征是，在设置成像目标的情况下，短相干激光器发出激光光束，激光光束经过起偏器产生偏振光束，偏振光束照射入水体环境中，照射到能够产生散射光并向后入射进光学成像系统的散射粒子上，产生后向散射光，后向散射光照射到成像目标上，产生目标光束，后向散射光和目标光束一起经由检偏器，成像到光学成像系统上，得到含有目标光束和后向散射信息的图像。

7.如权利要求6所述的成像方法，其特征是，得到含有目标光束和后向散射信息的图像后，将图像传感器的增益和积分时间调至最小，在含有目标光束和后向散射信息的图像中像素最大值不会饱和的前提下，增大短相干激光器的功率，记录此时短相干激光器的功率P₂；而后调整图像的积分时间使含有目标光束和后向散射信息的图像中像素最大值饱和，记录此时图像的积分时间T₂和含有目标光束和后向散射信息的图像Im₂。