一種遠距離水下光電成像的方法

張 平，邱衛根，劉效東，張補生，孫建華

（江蘇北方湖光光電有限公司，江蘇 無錫214035）

引言

水下探測在勘探、漁業、軍事等領域是長期的課題，通常而言采用聲納系統可以獲取較遠的探測距離，但其分辨率較低，無法用于目標識別。近年隨著合成孔徑聲納系統［1-2］的發展，聲納用于高分辨率成像也成為了可能。但聲納系統采用了聲波作為探測手段，并不能對所有的水下目標均獲得較好的探測效果，且近場存在一定盲區。因而，采用光學方法在水下色散環境獲取圖像是水下成像探測的另一個途徑，近年來國內外在該領域進行了較多的理論、系統及實驗研究工作［3-5］。光波在水中傳輸時受到了介質阻撓而產生指數型衰減，因而光在水下傳播距離較近。在水下光電成像技術手段中［3-6］，距離選通［7-9］是一種有效獲取遠探測距離與高分辨率圖像的技術手段。

增大探測距離是水下光電成像的努力方向，但隨著距離的增大，目標回波能量急劇下降，圖像特征無法在系統噪聲水平下凸顯，這是遠距離探測的問題所在。為了獲取更大的探測距離，可采用增大照明能量、增加接收口徑、采用低噪聲光錐耦合等技術手段。但這些都會付出價格昂貴或體積增大的代價，尤其是高峰值功率激光器，這些改進措施盡管可以提升系統探測距離，但不適合產品成本下降與推廣。相比較而言，高頻低峰值功率的激光器在系統成本及穩定性上更具優勢，但一般會引起探測距離的下降。……