光学成像设计之偏振探测成像技术

偏振探测成像技术是利用散射光的偏振性来滤除接收器的散射杂质光，根据光的偏振特性来分辨目标反射光和散射杂质光，从而提升散射环境中图像质量的一种成像方式。

对偏振探测成像主要有以下两个方面的研究：

（1）对目标物体特征的辨识和感知能力的提高。依据不同材质的目标物体会有不同的偏振特性，从而会做出不同的响应，以此来提升目标物体的辨识能力。同时利用偏振图像融合技术来增强对目标特征的感知。

（2）降低成像过程中的干扰因素。利用线偏振和圆偏振技术来减少光在散射环境的传播过程中产生的前向散射光和后向散射光的影响，从而提升目标物体的图像质量。

如下图所示为偏振探测成像示意图，照明偏振光经过具有较粗表面的目标时，通常情况下会使得照明光发生完全退偏现象，但有一部分散射光仍保持其原有的偏振光特性，因此可以通过调整检偏器的角度来滤除散射光。调整检偏器的接收方向，把能够通过垂直检偏器的目标反射光接收，滤除与起偏器偏振方向一致的散射杂质光，此时偏振成像方式的成像效果为最佳状态。

偏振探测成像技术可以有效地抑制光在传输介质中的后向散射光，提高成像对比度，改善图像质量。 相较于传统的光电成像探测技术，它不仅能够获取目标的光强度信息，还可以获取偏振度、偏振角等参数信息，以增加被探测目标物体的信息量。但也存在缺陷，偏振探测成像技术用于水下探测时，比较依赖于水体成分，在内陆水域和近海则对偏振光的保偏特性较差，该技术则不再适用。  

编辑：黄飞