激光在水中的衰减特性研究[摘要] 分析了水的光学特性，水中的衰减主要是水中微小颗粒对光的吸收和散射作用的结果。
利用激光测试平台，设计了简单易操作的实验方案，获得了激光在水中的衰减系数。
研究表明：相同微粒下，其衰减系数与微粒含量成正比。
[关键词] 光学特性吸收散射衰减系数自激光问世后,国内外几乎同时起步研究激光进行水下观察和探测，获得了较大的进展[1]。
为了用光电方法探测水下目标,首先必须研究光的水下传输及成象特性。
因此，对于激光监测系统的研制,首先必须研究激光在水中的衰减与水中成分的变化关系。
1.水的光学特性水中含有各种各样矿物质，造成了水的不均匀性，使得光在水中传输时能量衰减比在大气中严重。
目前,对确定的波长,认为其衰减系数为常数。
对532nm波长,其数值在0.04-0.05/m[2]。
研究发现,激光在水中的衰减与水中含有的矿物质有密切的关系。
这是由于光在非纯水中的衰减主要来自吸收和散射[3]两种不同的过程。
吸收是在传输过程中光碰上具有吸收作用的粒子而使光能转换成其他形式能量的过程；散射则是传输过程中光与其他粒子碰撞发散而使传输方向的光能不断减少的过程。
这导致光在水中的衰减急巨变化[4]。
此时,激光在非纯净水中的衰减系数不再是一个常数，而是随着水中成分的不同而不同。
2.实验方案与原理分析2.1 实验方案实验测所用的激光器为绿光激光器，有机玻璃水管φ50cm,长1米。
其实验方案为测量出激光器在有机玻璃水管左侧的功率p0，把功率计移到水管后再测量一次功率p1，计算得到单个通光透明玻璃板的损耗系数；向水管注入自来水，水深须覆盖激光束路径，测量穿过有机玻璃水管后的激光功率p2，计算pout及水对激光的衰减系数；分5次定量给水中添入少量硫酸钡粉末，再次测量计算水体的衰减系数。
2.2 实验原理水的光学透射性可用光束衰减系数表示。
光束衰减系数是用来度量无散射光的衰减，可用下式定义： ,式中，为初始光束辐射功率；为在处的光束辐射功率；为水的路径长度。
