科学研究

近日，西北工业大学联合中国电信人工智能研究院等单位，在光学领域高水平期刊《PhotoniX》上发表了题为“Extreme-depth Water-related Optical Imaging: Conquering Ultra-low Illumination Environments from Epipelagic Zone to Mariana Trench”的长篇综述文章，系统梳理了从海洋透光层到万米深渊的极端涉水光学成像物理机理、工程约束与关键技术路径，为突破深海极端环境下无光照、极端高压、强散射的光学成像探测提供了全面的技术路线。

海洋覆盖地球表面超70%，其中95%以上体积仍属未知领域，尤其是深渊与超深渊带，面临着无光照、极端压力、强散射的极端环境。传统声学探测手段虽适用于远距离测深，但在高分辨率可视化、精细光谱与动态过程观测方面存在局限。光学成像凭借其高分辨率、光谱信息丰富、时序精准等优势，是深海探测的重要技术手段。

论文重点阐述了偏振成像、距离门控成像、单光子成像、条纹相机成像、关联成像等先进成像体制，在浑浊水体与弱光条件下提升可视性、分辨率与鲁棒性的能力。同时，总结了深海载人/无人潜器搭载高性能成像载荷的发展进展，探讨了人工智能驱动的图像增强与复原框架在极端涉水环境中的发展趋势，为构建涉水智能光学感知体系提供了技术路线。

该论文由西北工业大学、中国电信人工智能研究院等单位牵头，并联合德国耶拿大学、中国科学院西安光学精密机械研究所、天津大学、厦门大学等多家机构共同完成。论文第一作者为西北工业大学光电与智能研究院孙哲副教授，通讯作者为李学龙教授。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1186/s43074-025-00212-4

（文：孙哲，审核：赵斌）