平顶光束提升水下无线光通信系统传输距离：仿真与实验验证

本文主要探讨了"基于平顶光束的水下无线光通信系统的仿真分析"这一主题。在当前长距离水下无线光通信系统的设计中，传统的高斯光束在传输过程中受到海水散射和吸收的影响，限制了通信距离。为了提高通信效率和传输距离，研究人员采用蒙特卡罗方法，这是一种统计模拟方法，来研究光束在水下的传输特性。 蒙特卡罗方法在此研究中被用来模拟不同光束形态（如高斯光束和平顶光束）在清澈海水中的表现。平顶光束，其形状具有平坦的功率分布，相较于高斯光束，它能更好地保持光束的强度，减少能量损失。作者通过对比两种光束在清澈海水中（如一类、二类和三类水质）的传输特性，发现平顶光束在相同的条件下，能够显著提升水下无线光通信系统的可靠视频传输距离，将其上限从高斯光束的268米提升到340米。 基于脉冲位置调制技术的实验仿真验证了这些理论预测，证明了平顶光束在清澈海水中能有效延长通信距离，这对于设计长距离、低损耗的水下无线光通信系统具有重要的实际意义。这项研究不仅为设计者提供了设计参考，也为未来开发高效、远距离的水下通信系统奠定了基础。 关键词包括光通信、水下无线光通信、蒙特卡罗法和平顶光束，这些都是研究的核心概念和技术手段。整体来看，这篇文章深入剖析了平顶光束在水下无线光通信系统中的优势，对于推进光通信技术在深海环境中的应用具有重要的学术价值和实践指导作用。