Design of underwater imaging optical system

在对目前水下成像系统现状进行调研后，分析了影响水下成像距离和成像质量的主要因素，即后向散射。突破了传统水下成像系统分视场、多探测器的成像方式，利用光学设计软件Zemax设计了一款大相对孔径、大视场的水下成像光学系统。系统只采用一个光电探测器，波长486 nm~656 nm，相对孔径1/1.8，视场角120°，采用9片透镜，无非球面，简化了透镜加工过程及成本。中心视场的艾里斑尺寸3 μm，在奈奎斯特频率60 lp/mm，时，各视场的调制传递函数曲线均高于0.7。同时，对大视场系统产生的高畸变进行校正，畸变小于5%，成像质量很好。此系统可广泛应用于水下探测、海洋开发、海底资源勘探、水下反恐等领域。