1、水下激光通信光通信起源最早可追溯到 19世纪 70年代 ,当时 Alexander Graham Bell提出采用可见光为媒介进行通信 ,但是当时既不能产生一个有用的光载波 ,也不能将光从一个地方传到另外一个地方。因此直到 1960年激光器的发明 ,光通信才有了突破性的发展，但研究领域基本上集中在光纤通信和不可见光无线通信领域虽然电磁波在水中的衰减较大，但受水文条件影响甚微使得水下电磁波通信相当稳定。水下甚低频和超低频单向通信适用于军用岸对潜 (艇 )通信；水下高频通信适用于短距离的水下无线通信。水下电磁波通信的发展趋势为：既要提高发射天线辐射效率，又要增加发射天线的等效带宽，使之在增加辐射场
2、强的同时提高传输速率；应用微弱信号放大和检测技术、抑制和处理内部和外部的噪声干扰，优选调制解调技术 (尤其重视已调波在频域上能量高度集中的调制方法 )和编译码技术来提高接收机的灵敏度和可靠性。此外，已有些学者在研究超窄带理论与技术，力争获得更高的频带利用率也有学者正寻求能否突破香农极限的科学依据。信道的 香农极限 （或称 香农容量 ）指的是在会随机发生误码的 信道 上进行无差错传输的最大传输速率。它的存在是 香农定理 在带宽有限的信道上的一个结论。 由于声波在水中的衰减最小，水声通信适用于中长距离的水下无线通信。在目前及将来的一段时间内，水声通信是水下传感器网络当中主要的水下无线通信方式。但是
3、水声通信技术的数据传输率较低，因此通过克服多径效应等不利因素的手段，达到提高带宽利用效率的目的将是未来水声通信技术的发展方向。水下光通信具有数据传输率高的优点，但是水下光通信受环境的影响较大。克服环境的影响是将来水下光通信技术的发展方向。 由于海水对光的强吸收特性，水下光通信技术一直没有得到重视。直到 1963年 ,Dimtley等人在研究光波在海洋中的传播特性时 ,发现海水在 450-550纳米波段内蓝绿光的衰减比其它光波段的衰减要小很多 ,证实在海洋中亦存在一个类似于大气中存在的 透光窗口 。这一物理现象的发现为解决长期水下目标探测、通信等难题提供了基础。海水的颜色主要是由海水的光学性质，
4、即海水对太阳光线的吸收、反射和散射造成的。我们知道：太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光复合而成，七色光波长长短不一，从红光到紫光，波长由长渐短，其中波长长的红光、橙光、黄光穿透能力强，最易被水分子所吸收。波长较短的蓝光、紫光穿透能力弱，遇到纯净海水时，最易被散射和反射。又由于人们眼睛对紫光很不敏感，往往视而不见，而对蓝光比较敏感。于是，我们所见到的海洋就呈现出一片蔚蓝色或深蓝色了。如果打一桶海水放在碗中，则海水和普通水一样，是无色透明的。其实海水看上去也不全是蓝色的，而是有红、黄、白、黑等等，五彩缤纷。因为海水颜色除了受以上因素影响外，还会受到海水中的悬浮物质、海水的深度、云层等其他因
5、素的影响。如我国的黄海，看上去一片黄绿，这是因为古代黄河夹带的大量泥沙将海水 “ 染黄 ” 了。虽然现在黄河改道流入渤海，但黄海北部有宽阔的渤海海峡与之相通，加之它还有淮河等河水注入，故海面仍呈浅黄色。 海水的光学特性海水的光学特性是指海洋水体在光辐射作用下所表现的物理性质。海水的光学特性可分为两大类：1. 表观光学特性 ，它决定于海水固有光学特性和海中辐射场的分布。2.固有光学特性 ，它仅由海水本身的物理特性所决定，主要指海水对光的散射和吸收；表观光学特性：太阳和天空辐射通过海面进入海中所形成的海洋辐射场分布，主要表现为辐亮度分布、辐照度衰减、辐照比和偏振特性等所有与辐射场有关的光学性质。海
6、水的表观光学特性与环境光有关，如果在深海中可以忽略它对光传播的影响。海水的吸收特性海水对光的吸收表现为在海水中的部分光子能量转化为其他形式的能量海水的吸收特性与海水中所含物质的成分密切相关。海水中不仅含有水分子和无机溶解质 ,还含有包含大量的悬浮体和 “黄色物质 ”在内的各种有机物（海水中的可溶性有色有机物）。因此海水的吸收特性表现出较大的易变性，同一水域不同深度 ,同一水域不同时间 ,不同水域的海水吸收特性都随时间和空间的不同而变化。海水的散射特性海水的散射比大气的散射要复杂得多，海水的散射包括水本身的 瑞利散射 和海水中悬浮粒子引起的 米氏散射 及透明物质折射所引起的散射。纯水的散射被当做是一种分子的散射 ，水分子的直径比可见光波长小几百倍。而分子半径远小于入射光波长的分子散射，可以用瑞利散射定律来描述。瑞利散射（ Rayleigh scattering） 是由比光波波长还要小的气体分子质点引起的。 散射能力与光波波长的四次方成反比 ，波长愈短的电磁波，散射愈强烈；如雨过天晴或秋高气爽时，就因空中较粗微粒比较少，青蓝色光散射显得更为突出，天空一片蔚蓝。瑞利散射的结果，减弱了太阳投射到地表的能量，使地面的紫外线极弱而不能作为遥感可用波段；使到达地表可见光的辐射波长峰值向波长较长的一侧移动，当电磁波波长大于 1微米时，瑞利散射可以忽略不计。
