近年来海洋捕捞、海洋水文化及海底通讯研究推动了激光探测器在海底目标探测等领域的发展,特别是随着激光技术的广泛研究,及先进激光器的研发使用,海底无线电波通信在对潜通信,海洋导航及远距离导航等方面的运用更加广泛,但是复杂的海洋环境依然给科研工作者和海洋工作者带来了很多的困难。海水中不仅含有大量的无机盐离子、水合离子,还包含大小不一、结构复杂的有机物,不同海域的海水盐度等物理参数不同。海水对电磁波的吸收和散射主要有两个重要因素,而这两个因素与海水介电特性有着密切的关系,海水温度及压强的改变会引起离子浓度和运动速度的改变,从而改变海水的电导率与折射率等介电特性,降低信息传输质量。鉴于此,研究黄海海水的介电特性对海底捕捞、海洋导航及水下通信等方面的研究具有重要意义。本文作为水下光通信的基础研究工作,对黄海海水的介电特性研究主要从不同温度、压强条件下海水介电常数与折射率关系进行深入的研究。主要包括以下几个方面:首先介绍了海水的粒子成分,运用麦克斯韦方程组及光学知识介绍了海水的物理特性,通过对比几种散射模型适用条件,本文采用测量透射光功率的方法来研究黄海近海岸海水在不同温度及磁场环境条件下的衰减特性和旋光特性。其次,通过对平行板电容器和圆柱形电容器电磁场分布的比较,得出运用圆柱形电容器进行海水介电常数的测量具有较高的精度,并设计制作了应用于本课题的圆柱形电容器、压力水槽及双层玻璃管。用LCR-819测试仪测量了低频段电磁波传播时黄海海水的介电常数与温度及压强的关系;用分光光度计对不同温度下黄海海水进行了波长扫描得到了黄海海水的透射光谱;利用激光的高亮度和准直性特点,我们在实验室搭建了实验平台改变海水的温度及外加磁场条件,测量了不同温度条件下激光在黄海海水中传播时的衰减系数、折射率及不同磁场强度下黄海海水的旋光角及维尔德常数。最后,用Origin软件对实验数据进行了处理并绘制了低频段黄海海水复介电常数与温度的关系曲线、不同温度下海水的透射光谱、光频段海水的折射率及介电常数与温度的关系曲线、海水对不同波长激光的衰减系数与温度的关系曲线、海水的旋光角及维尔德常数与磁场强度的关系曲线;得到了黄海海水复介电常数与温度、压强的拟合参数、光频段黄海海水的衰减系数与温度的拟合参数、黄海海水的维尔德常数与磁场强度的拟合参数。得出了低频段黄海海水的复介电常数随温度及压强的升高而增大、光频段黄海海水复介电常数随温度的升高而减小、光频段黄海海水衰减系数随温度的升高而增大、海水旋光角和维尔德常数随磁场强度的增大而增大的结论。本研究采用的实验方法和测得的实验数据将对进一步开展水下激光通信提供一定的参考价值,海水旋光角的测定也将为海底激光探测提供实验支撑。