周悦，徐文，沈永行，刘伟

(1.浙江大学信息与电子工程学系，浙江杭州310027;2.浙江大学光电信息工程学系，浙江杭州310027)

0 引言

生活在一个不受线缆束缚的自由通信时代，电磁波充当信使在空气中将信息即时传递。然而海洋对电磁波基本上是“不透明”的，声波是目前能在海洋中远距离传播的主要波动形式［1］。因此要想在海洋中同样建立起无线信息通路，就需要寻求声波的帮助。于是，诞生了声纳系统，它们就像陆地上的雷达与天线，在水下利用声波，或发射、或捕捉着信息。空气与水这两种介质在物理特性上即声阻抗上存在着较大的差异，使得海面成为了一个称为绝对软的边界，将水中声波的大部分能量困在海面之下。它就像一个巨大的信息屏障，把空气与水间的信息通路阻断。1943年，为了对付德国潜艇，加拿大飞机投下了世界上第一枚声纳浮标，通过浮标水面下的声纳装置与水面上的无线电装置建立了水面上下的信息桥梁［2］。20世纪40年代末，美国通过吊放电缆将声纳探头悬垂入水中，实现了同样的作用。然而包括近年来发展起来自主潜航器在内的一系列技术手段，都需要依赖物理浸没在水中的水声换能器，来实现声信号与电信号的相互转换。这种物理浸没，在很多应用场合是我们不想要的或者是不可行的［3］。本文中所讲述的海空声－光信息链接技术，如图1所示，利用激光打破海面信息屏障，可以机动灵活地实现海面上下的信息互递。……