涉水即与水相关，泛指包括海洋，江河湖池，云雨雾雪冰等在内的水体，如图1所示。比水下光学，海洋光学考虑更为充分，涉水光学的研究对象涵盖了作为光传播路径的局部或整体的一切水体，通过探究其在液态，气态，固态的光学特性，及光在水体，跨介质中的传播机理，解决与涉水领域中的光学数据智能获取，信息传输及智能信号处理有关的各种问题，是临地安防(Vicinagearth Security， Vicinage源于古法语/拉丁语的visnage/vicinus('neighbor'), VS)体系中水下安防的重要支撑，对于我国领水的防卫，保护，生产，安全，救援具有重要的意义。
“涉水光学”在“水下光学”和“海洋光学”单一场景的基础上，进一步发展到跨域场景，通过测量水体及跨介质中传播光的相位，强度，频率，偏振等物理量，获取水体及跨介质环境中的影像，温度，振动，压力，磁场等参数信息，发展出光学在涉水领域的探测，传感，测量，成像，通信及智能信号处理等技术。
图1 涉水光学
目前涉水光学发展面临着水体对光高吸收，强散射等瓶颈问题，其发展现状远远落后于实际需求，因此涉水光学领域亟需更多的关注。
为了促进我国涉水光学技术交流及产学研用，李学龙领导团队前瞻布局新时代涉水光学战略区域，首先提出“水下光学”，于2016年5月10日在西安倡导并举办了全国首届“水下光学”高峰论坛。随后于2018年6月22日在西安连续举办了第二届，将“水下光学”发展为重新定义的“海洋光学”，论坛正式更名为“全国海洋光学高峰论坛”并发起成立了“中国光学工程学会海洋光学专委会”。
至撰稿时为止，论坛已经成功举办了五届，其中第五届论坛(2022年)吸引了超过3万人在线关注及参会，全国海洋光学高峰论坛已经成为我国最重要，最受关注的光学会议之一。在促进产学研用方面，李学龙于2016年分别建立了青岛海洋科学与技术国家实验室(时筹)与本单位的海洋光学联合实验室。同年，提出并牵头筹备创建了我国首个省部级涉水光学重点实验室——陕西省海洋光学重点实验室。该实验室于2018年获批成立，李学龙担任首任主任，带领团队完成的全海深高清光学成像及影像处理系统，荣获了中国光学工程学会科技进步一等奖。
随着海洋科技研发持续深入，人类对海洋的认知能力和技术装备水平也不断提高，“海洋光学”已经从传统研究海洋光学性质，光在海洋中传播规律和运用光学技术探测海洋的科学，进一步发展为以研究深海科学技术与装备为核心，建设深海基地，探测深海空间，开发深海资源的综合科学。
面对深海空间广阔、水文特征复杂和信息难以感知等问题，李学龙于2020年在西北工业大学创建了智能交互与应用工信部重点实验室，充分考虑水体与空气等介质之间，光学设备与算法之间的紧密联系，将“海洋光学”进一步发展为“涉水光学”，将研究对象从单一领域拓展至海洋，江河湖池，云雨雾雪冰等多水体领域，以及与水体相关的其它领域，围绕“光与水的物质相互作用机理及光的跨介质传播机理”，“复杂环境的动态目标探测”，“冗余异质下高信容数据解算”等一系列科学问题，领导团队攻克了退化机理难建模，观测装备体系不健全，场景目标数据难解析等难题，完成了系列化国产海洋观测技术的研发和装备研制。2022年创建涉水光学实验室，并领导团队获得“水下XX导引”国家级重点项目支持，涉水光学的发展又迈出了坚实的一步。
图2 涉水光学框架
水体的光学特性是光与水的物质相互作用的宏观表现，是研究涉水光学的重要依据。水体固有光学特性是自然水体本身的光学参数，独立于环境光场。常用的水体固有光学参量包括光谱吸收系数，光谱散射系数，光谱衰减系数，体散射函数，后向散射系数，前向散射系数，光束衰减系数等。水体表观光学特性是水体由于光场的作用而表现出的特性，由水中光场的时间，空间分布及水体固有光学性质所决定，可随光场的变化而变化。
图3 不同水质下可见光谱中不同波长的衰减
水体对光的线性作用是指光在涉水领域传输过程中受到的吸收，散射和折射作用。“一道残阳铺水中，半江瑟瑟半江红”，生动阐述了光入射到水体中会发生散射，折射，并体现了光的色散特性。
水体对光的非线性作用是指光与水的物质相互作用过程中，当光强小于水体中的击穿阈值时，光与水的相互作用会产生受激拉曼散射，振动散射和布里渊散射等非线性过程。当光强大于水体的击穿阈值后，多光子激发，逆轫致吸收及电子碰撞雪崩电离将会使水体击穿，产生等离子体辐射。研究激光与水的物质相互作用机理中的非线性过程，在水下激光切割，焊接，熔覆等激光工业领域和激光临床医学领域具有十分重要的意义。
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