雾中高分辨成像技术对于大雾天气的交通安全发挥着至关重要。受限于浓雾严重的衰减和散射噪声，传统的可见光成像在浓雾中无法获得有效图像。毫米波浓雾穿透性好，是雾中成像的主要技术途径，但是毫米波成像分辨率低，无法满足应用需求。

激光成像是一种主动成像技术，可以借助调制光源和探测器，抑制噪声干扰，是浓雾和水下极有潜力的高分辨成像新技术。激光成像通常采样窄时间窗口或者窄波束（小视场）扫描方法抑制高散射介质中背向散射噪声。然而，窄时间窗口需要预知目标的距离信息，实际应用性不高；另外，传统的高斯光束受限于衍射，最小的窄波束接收视场约为 (16λ/π)1/2，无法大幅抑制噪声。

为了进一步提升浓雾和水中的激光成像性能，吴光研究团队发展贝塞尔光束单光子成像技术，利用贝塞尔光束无衍射特性，在量程范围内制备发散角极小的窄波束，将接收视场角减小至高斯光束的1/5，背向散射噪声减小20倍以上，同时采用单光子探测器探测单光子水平的微弱回波，在低透过率的浓雾中实现高分辨三维成像。实验中，在透过率0.02的浓雾中，实现31米距离高分辨成像。相关研究结果发表在 Optics Express, 2022, 30: 12061。

图1.  不同透过率雾气中的成像效果图