在光照环境极其微弱的情况下,光电设备对目标的侦查能力受到孔径、空间、时间等因素的限制导致目标与背景对比度降低,成像质量下降而无法完成探测任务,但是偏振成像技术可以探测目标表面的偏振信息而不受光照强度的影响,因此将微光成像与偏振成像技术结合可以大幅度提高微弱光环境下的目标观测能力。传统分时型偏振成像系统无法对运动场景进行实时信息采集,为了能够实时获取动态场景全部偏振信息,实时成像系统应运而生,解决了分时系统存在的问题。本文基于偏振成像原理,并结合孔径分割技术设计了微光偏振实时成像光学系统,光学系统采用共口径四通道阵列结构,将四个待测偏振态分成四个独立的成像通道,通过子孔径成像镜组对探测器靶面进行四象限分割成像,每个偏振通道通过放置起偏状态不同的偏振片获取目标不同偏振态的强度图像,从而实现实时偏振成像,可满足在最低照度1×10^-3lx环境下实时偏振成像。系统最终参数为焦距100mm,整体F数为1.2,工作波段为0.4⁰.85μm,系统单通道像高14mm。同时,本文利用高动态微光EMCCD和微光线栅偏振片搭建了微光偏振成像系统,并在室外星光级环境1×10^-3lx下对目标场景进行了偏振成像实验,完成对微光偏振成像的可行性实验验证。实验结果表明不同种类的人造目标的目标背景对比度均有不同程度的提高,在微光夜视成像中偏振度图像相对于强度图像,图像整体的平均灰度值提升了13%、信息熵提升了7.9%。证明了在微弱光环境下引入偏振成像技术能够提高景物以及目标之间的对比度,比简单使用强度成像识别目标的方法更有效率。