1。4 本章小结 4

第二章 激光通信海水信道 5

2。1水下激光通信信道 5

2。1。1 海水吸收 5

2。1。2 海水的散射 5

2。1。3 水空界面反射与散射 6

2。1。4 海水的扰动 6

2。1。5 海水的热晕效应 6

2。1。6 海水的多径散射 6

2。2 海水的成分 7

2。2。1 纯水 7

2。2。2 海水中的黄色有机物质 7

2。2。3 海水中的浮游植物 8

2。2。4 海水中的其它物质 8

2。3本章小结 9

第三章 海水组分对激光传输的影响 10

4。1 激光在纯水中的衰减 10

4。2 黄色有机物质对激光的衰减影响 14

4。3 非色素悬浮颗粒的对激光的衰减影响 16

4。4 浮游植物对激光的衰减影响 21

4。5 激光在水中总的衰减 25

4。6 本章小结 28

结  论 29

致 谢 31

参考文献 32

第一章绪论

电磁波通信是水下通信的传统和非常普遍的手段，但是电磁波的衰减受海水的影响非常严重，所以电磁波在水中很难进行令人满意的通信。自第一台激光器诞生以来，科学家们就发现激光光束的穿透性强，抗干扰性强，传输方向性好的光学特征在海水传播中得到了完美的体现，于是就有了水下激光通信的提出。到了现在，水下激光通信技术已经成了国际上为之关注的的领域，对激光通信中各种技术的研究也如雨后春笋一般浮出水面[1]。基于现在的国内外的研究成果的认知，激光受到海水的影响主要是在海水对其的吸收和散射两个方面。其中研究海水对激光的吸收更是所有工作的基础。研究好这项工作对于对潜通信的发展具有深刻而深远的意义。

1。1 研究背景及意义

海洋覆盖的面积足足有全球总面积的三分之二，这是我们未曾全部了解但是需要了解的最重要的领域之一。海洋包含着无尽的神秘，也包含了数量庞大的资源，在商业和渔业中以及军事领域中都有举足轻重的作用。有人的地方就有交流，海洋资源的开发和利用更是离不开信息的交流，故海水通信至关重要。在水中，各类的波中在水下衰减最小的是纵波也就是俗称的声波，所以声呐技术在水下通信中已经被广泛的应用。但是对电磁波来说，它是良导体，海水具有趋肤效应，这将严重影响横波在海水中的传播，这也使得电磁波在海水中很难有其用武之地。电磁波在导体中的传播距离和其波长成正相关性的关系，波长越短穿透深度越小，反而言之波的长度越长穿透深度久越大。因此，大功率的长电磁波通信一直是海水通信的最常用的选择。但是80m已经是其极限，而且超低频系统非常的昂贵难以普及到方方面面，信息传输速度极低[2]，再取得好的成果已是极难。上世纪中末的时候，随着激光研究不断地深入，水下激光通信技术开始进入了人们的注视焦点。遥感技术等水下激光通信技术已经进入实际应用之中。这些技术的成功应用可以帮助我们更加的了解海洋的奥秘。此外，水下激光通信技术在军事上战略上是威慑级别的，并且对建立海底的传感器网络中也具有无法比拟的优势。现在信息的在社会上的地位愈发凸显，而且激光在水下通信方面，已经显示出了其独一无二的优势，这势必会继续加速这项新技术的发展。