（海军驻武汉地区第七军事代表室 武汉 430223）

1 引言

进入21世纪，随着经济和技术的快速发展，对海洋的研究已经成为一个新的领域。海洋资源开发、海洋自然环境保护以及海洋军事应用等方面的研究越来越引起人们的关注［1］。

光电探测成像技术是海洋探测及环境保护的重要手段之一。然而，光在水下传播过程中，受到水分子和其他悬浮粒子的作用，将发生吸收和散射现象，使得光线能量逐渐衰减，且成像质量急剧下降。因此，对水下光场传输特性的研究具有重要的意义［7］。

研究水下光场传播规律的主要方法有几何光学方法、辐射传输方程方法［3］和蒙特卡罗模拟方法等［4～5］。几何光学方法主要是采用光在水空界面的折射定律和光在纯净水中的直线传播规律，无法深入研究散射背景条件下的光传播特性。辐射传输方程虽然可以描述光在强散射水体中的传播特性，可详细地考虑散射、吸收、辐射等光与物质相互作用的现象，但是对于复杂边界条件和初始条件下方程求解比较困难。而蒙特卡罗模拟方法［6～9］作为研究散射介质中光传输特性的一种适用广泛而严谨的方法。本文基于该方法仿真分析了在强散射背景条件下水体的光场传输规律。

2 方法

光子在水体中的传播规则采用概率分布来描述。如图1是蒙特卡罗方法水体散射仿真流程图，单个光子首先被初始化统一权重，设置光子步长，并在坐标系中移动它。

图1 蒙特卡罗方法水体散射仿真流程图