水下成像技术主要包括水下声成像技术和水下光电成像技术。水下近距离成像时,水下光电成像技术具有图像分辨率高的特点,其优越性是水下声成像无法比拟的。水下光电成像又分为主动式成像和被动式成像,根据激光具有高亮度、单色性好、准直性好的特点,因此本课题采用激光主动照射物体进行成像。主动式水下光电成像的后向散射效应严重影响水下成像图形的质量和水下成像的作用距离。为了有效克服这种不利影响,在分析了光在水中的传输特性、几项关键技术的基础上提出了基于同步扫描、滤光片的偏振成像技术来进一步地改善水下成像的新方案。并通过搭建实验平台,对实验所得的图片进行分析,验证了该技术方案的可行性和优越性。为了后续对水下图像进行对比度分析、图像处理和水下成像作用距离计算,本文通过理论分析计算,建立了激光水下成像后向散射模型。由于成像过程中,水的折射影响会造成视场角损失、图形畸变和色差严重等,针对这种情况,利用ZEMAX软件优化设计了一组水下专用成像物镜,视场角达到72。,相对孔径为1/1.6,满足了课题要求。并且为了便于镜片的加工和装配,对其进行了公差的制定与分析。