1、2.7光波在水中的传播光波在水中的传播 在水中，纵波的衰减较小，因而在水中，纵波的衰减较小，因而声纳技术声纳技术被被广泛采用。而电磁波广泛采用。而电磁波(横波横波)的衰减一般都很严重，的衰减一般都很严重，以致在陆地上广为应用的无线电波和微波在水下以致在陆地上广为应用的无线电波和微波在水下几乎无法应用。而几乎无法应用。而光波相对无线电波和微波而言，光波相对无线电波和微波而言，其衰减较小。其衰减较小。 单色平行光束在水中传播的功率衰减也近似服从单色平行光束在水中传播的功率衰减也近似服从指数规律指数规律1. 传播光束的衰减特性传播光束的衰减特性)1362(0/00 LllePePP 是包括散射和吸收
2、在内的是包括散射和吸收在内的衰减系数衰减系数。不但与水质。不但与水质有关，而且与光波长有关。有关，而且与光波长有关。 L0=1/ 称为称为衰减长度衰减长度，物理意义是：光功率衰减，物理意义是：光功率衰减为原来的为原来的1/e时的光所通过的距离，单位为米（时的光所通过的距离，单位为米（m）.2.7光波在水中的传播光波在水中的传播自来水衰减系数约等于蒸馏水吸收系数自来水衰减系数约等于蒸馏水吸收系数+微粒散射系微粒散射系数数(见表见表2-6) ，但以蒸馏水吸收特性影响较大。，但以蒸馏水吸收特性影响较大。106104102100 相相 对对 吸吸 收收 0.1 0.3 0.5 0.7 1.0 3.0
3、5.0 10紫外紫外 可见可见 红外红外波长波长( m)蒸馏水的吸收特性蒸馏水的吸收特性 紫外和红外波段的光紫外和红外波段的光波在水中的衰减很大，波在水中的衰减很大，在水下无法使用。在水下无法使用。蓝绿蓝绿光的衰减最小，故常称光的衰减最小，故常称该波段为该波段为“水下窗口水下窗口”。 氩离子激光器输出的蓝氩离子激光器输出的蓝(488.9nm)绿绿(514.5nm)激光就属于该水下窗口，激光就属于该水下窗口，广泛用于水下作业广泛用于水下作业。2.7光波在水中的传播光波在水中的传播水质不同，其衰减特性差异很大。远海区海水清洁，水质不同，其衰减特性差异很大。远海区海水清洁，衰减长度较长，衰减长度较长
4、，近海岸区海水混浊，衰减长度大为减近海岸区海水混浊，衰减长度大为减小小。见图。见图2-25. )1372(ln1ln100 PPPPL 由（由（2-136）得光脉冲的作用距离）得光脉冲的作用距离: 把式中的把式中的P0和和P分别理解为光发射功率和探测器的最分别理解为光发射功率和探测器的最小可探测功率，则小可探测功率，则L就是光脉冲在水下所能传输的最就是光脉冲在水下所能传输的最远距离远距离Lmax。2.7光波在水中的传播光波在水中的传播)1372(ln1ln100max PPPPL 光脉冲的光脉冲的传输传输距离距离: 例例：设设P0=106W，P=10-14W，由表，由表2-6, =0.4900 m(蓝蓝) ， =0.086m-1, 得得Lmax=535m， =0.6943 m(红红)， =0.545m-1, 得得Lmax=84m。
