然而，由于水体对激光具有吸收和散射的特性作用,这就使得激光在传输过程中会出现不断衰减的现象,最终仅有一部分光能够到达水底[3]。当水体中的悬浮物浓度很高时,可能在激光到达水底前就会被全部反射或吸收,因而无法到达水底。吸收和散射作用主要受水体中存在的叶绿素和悬浮泥沙影响。叶绿素是组成被称为浮游植物的微生物的主要物质。这些可以进行光合作用的浮游植物存在于阳光能够照射到的一部分海洋里，这一区域被称为透光区。另一个光合作用的条件是具有充足的营养物质，这些营养物质通常在沿海地区存量更多，大多是从陆地流进海水涌入透光区[4]。美国航空航天局启动了名为SeaWiFS（海洋宽视野传感器监控）的项目，通过定期观察记录海洋颜色的方法确定海洋近地表区域的叶绿素浓度[5]。观察到在赤道，海岸线（特别是那些朝向东面的海岸）和高纬度海洋区域具有较高的叶绿素浓度。典型露天海洋的叶绿素浓度在0.01-4.0mg/m3范围内，而在近岸区域可能会上升至60mg/m3。此外，在近海区域内,由于存在水比较浅、风浪作用频繁和潮流通道中的水体流速较大等影响因素,会使水中的泥沙总是处于悬浮状态，而不会沉淀到水底,从而增加了该水域内的含沙量；在越靠近海边的区域,水流对沉积物的作用越强,海底的松散沉积物也将被不断地推向岸边堆积下来,使得岸边沉积物变多,这导致垂线方向上水体中悬浮泥沙的平均含量很高。在近海海域中，海水的含沙量会很高，但在向远海区域过渡时，泥沙含量则会逐渐降低。在地形平坦的深海海域含沙量较低,反之则高[6]。激光能否到达水底，这主要由激光在水下传输过程中的衰减程度决定,一般用衰减系数来表示光在海水中的衰减程度。较之西方的一些发达国家，我国对于水下激光通信系统研究的起步时间则相对较晚，整体上还比较落后，在某些关键技术上的差距尤其明显。其中，研制稳定频率的高功率激光器，对高码率的信息进行调制解调及编译码技术，制成精密可靠的高增益的收发天线等都是现下及以后研制工作中急需解决的关键技术。在这些预期目标中，首先研究海水对激光的散射衰减特性是水下光通信技术实现突破性发展的重中之重。

1.2水下激光通信的发展现状

1.2.1国内研究现状

1.2.2国外研究现状

1.3本文主要研究内容

海水作为一个复杂的物化生环境组合系统，其中含有种类繁多的各种溶解物质、悬浮体和活性有机体。由于它们在海水中的分布具有不均匀性，这将会导致光波在水下传播过程中因这些物质的吸收和散射作用而出现能量的衰减现象。在不同海域、不同水深、不同季节条件下，海水将会呈现出不同的衰减特性，因此实现可靠的水下光学通信链路的关键技术就是能够建立起一套高效的、可行的海水信道分析方法。海水的光学特性与它自身的组成成分密切相关，可将其进行成分划分后逐个进行研究：纯水介质，大颗粒、小颗粒的黄色有机溶解物质、悬浮物。黄色有机溶解物质和悬浮体又是由种类繁多的各种物质组合而成的，主要包括无机盐，可溶解的有机化合物，活性海洋浮游动植物，细菌，碎屑和矿物质颗粒等[10]。相比于在大气中的传输，光束在海水中的传输所受到的影响要更加地复杂，因此很难用统一的数学模型模拟各种海域水质对光束传输的影响。本课题研究的内容包括以下几个方面：1.介绍总结在远海和近海不同区域的散射衰减特性；2.纯海水对激光信号的散射作用；3.大颗粒物质对激光信号的散射作用；4.小颗粒物质对激光信号的散射作用5.海水物质对于激光总的散射衰减作用。