胡 鑫，张祥金

(南京理工大学 机械工程学院，南京 210094)

【光学工程与电子技术】

不同信道环境的激光水下传输仿真

胡 鑫，张祥金

(南京理工大学 机械工程学院，南京 210094)

为更深入研究水下激光在武器探测及通信中的应用与不同信道环境传输过程中的特性，验证蒙特卡洛法仿真在水下激光传输中，关于水下散射体直径、密度和距离对接收光子权重、单光子散射次数以及时间展宽的影响，将米氏散射解析模型与蒙特卡罗法仿真结合，通过改变米氏散射模型中的散射体直径、密度以及传输距离从而改变仿真过程中需设置的散射系数、消光系数、不对称因子以及光子自由运动距离，得到其仿真结果关于光子权重随散射体直径、密度以及传输距离的增大而减小的结论，分析了造成其结果的原因；研究了水下散射体直径在蒙特卡洛罗仿真中对单光子平均散射次数的影响。仿真结果表明：在米氏散射模型中单光子散射次数随着散射体直径的增大而增加，分析了散射体直径对造成时间展宽的影响。

米氏散射模型；蒙特卡洛法；散射体直径；散射体密度；传输距离

1963年S.A.Sullivan和S.Q.Duntely等人发现在海水中也存在一个类似于大气的透光窗口[1]，海水对 470～580 nm 波长的蓝绿光衰减性较小。由于激光高频率、方向性好、传送信息量大，且不受干扰，在水下通信中能有效解决通信距离、速率以及安全方面的矛盾，成为近年来水下无线通信领域关注和研究的热点之一[2]。美国、欧洲、日本等国家均投入了大量的财力和技术力量于激光通信领域[3]。……