水下光学成像技术对于海底资源勘测、海洋生态监测、水下搜索救援、水下考古等应用具有重要意义。相比传统水下摄像机，距离选通成像技术可以过滤选通切片外的后向散射噪声和环境背景噪声，实现高质量水下成像，但是在浑浊水体中仍然会受切片内后向散射噪声影响，导致成像距离缩短。对此，开展了光学偏振与距离选通成像结合的水下偏振选通成像技术研究，利用后向散射光良好的保偏性去除选通切片范围内的后向散射噪声，提升目标识别距离。通过理论仿真和实验研究，对比分析了不同水质下距离选通成像和偏振选通成像目标识别距离的差异。发现存在临界衰减系数c₀：当水体衰减系数小于等于c₀时，光学偏振对于提升距离选通成像工作距离无效果；当水体衰减系数大于c₀时，偏振可提升距离选通成像工作距离。实验中还发现，目标反射率会影响临界衰减系数。该研究有利于不同水质下距离选通成像的优化应用。

海洋宏生物原位“观”和“测”对于海洋生态环境、海洋生物资源和海底矿产资源的研究和评估具有重要的意义。目前用于海洋宏生物原位观察的传统水下摄像机存在目标辐射特性、水体光散射、距离信息丢失等导致的低对比度目标探测难的问题。针对此，提出了水下激光雷达相机，可以兼顾并超越传统激光扫描雷达与摄像机复合的技术方案，利用单一系统同时获得百万像素高对比度的二维强度图像和高分辨率的三维图像，且二维图像中的像素和三维图像中的体素一一对应，并介绍了基于该技术研制的“凤眼”系统，其光立体采样区体积可调，距离分辨率优于1 cm，像素数为1360×1024。自2018年起，“凤眼”在我国南海海域进行了4个航次的海上试验，获取了海底宏生物及微地形地貌图像，最大工作深度达到3 291 m。