相对于传统成像技术,偏振成像技术既可以获得强度成像信息,还可以获得被探测目标的偏振信息,通过这些偏振信息可以知道目标的特性信息,包括目标的构成材料、表面特性和结构特性等。利用光的偏振特性来研究被测目标物体的理化特性是一种有效的目标探测手段,是对传统强度成像的补充和发展。偏振成像探测技术可以在自然环境下有效地识别伪装目标,可以提高杂乱背景下目标的识别率。偏振成像探测技术以其独特的优势,被广泛应用于各个领域。本文以液晶相位可变延迟器(liquid crystal variable retarders,LCVR)作为相位延迟器件对全偏成像探测系统进行了研究,主要内容如下:1、对偏振成像探测的基本理论进行研究;根据偏振成像探测理论,用两个LCVR和一个偏振片组成的偏振态检测组件实现对入射光的快速地、精确地检测;对LCVR进行了曲线标定,确保了所获得的斯托克斯参量图像的准确性。该设计方案计算简单,图像采集速度快,方便软件系统的设计与程序的编写。2、用E-P定标法对系统进行标定,得到非奇异的系统矩阵,将矩阵写入软件系统的图像处理程序,通过计算即可求得入射光的偏振态。为检验定标后系统的准确性,用一组已知偏振态的入射光对偏振成像探测系统进行了实验验证,经计算得到入射光的斯托克斯参量的实测值,与其理论值进行对比,实验表明实测值的误差较小,证明该系统具有较好的准确性。3、用定标后的系统采集图像,通过计算得到目标场景的斯托克斯参量图像和偏振特性参数(偏振角和偏振度)图像;用小波变换对图像进行融合处理,并在不同目标场景下进行了几组偏振成像探测实验。实验结果表明,相对于强度成像,偏振成像能够凸显目标物体的轮廓边缘和细节信息;在雨、雾和雪的天气条件下,偏振信息能够比较好的保留,因此,在雨、雾和雪的天气条件下偏振成像比强度成像更有优势。