随着人们对海洋资源的勘探与利用和人们对高容量、高速率和高保密度的信息传递要求的提高,信息的传输媒介由传统的光纤延伸到自由空间（大气、海汽、水下）,信息的载体由光振幅、相位、偏振（自旋角动量）以及频率等经典自由度拓展到光学轨道角动量（Orbital angular momentum,OAM）。但是,涡旋载波所携带的涡旋（或OAM）模必将受到海水湍流的干扰,因此研究海水湍流对涡旋模的干扰机制是优化水下无线光通信系统必须开展的工作。考虑到局域波能在均匀介质中无衍射传输,可用以解决海水中光波的低透过率的问题。为此,本文以贝塞尔高斯局域波（Bessel-Gaussian Vortex Local Wave,BGLW）为信息载体,研究这类波在海水湍流中的传输规律。本文主要研究内容和结果如下:1、通过建立信号涡旋模式的检测概率模型,研究了弱海水湍流和BGLW的相关参数对信号涡旋模式的检测概率的影响,得出信号涡旋模式的检测概率跟随输入脉冲的半调制脉冲宽度,每单位质量流体的动能耗散率和湍流内尺度的增加而增加,但是它随着贝塞尔锥角、轨道角动量量子数和均方温度耗散率的减小而增加的结果。得出在弱海洋湍流条件下涡旋模式对盐度起伏比对温度起伏更为敏感和贝塞尔-高斯局域波比传统的涡旋波更适合于采用涡旋模编码的水下无线光通信的结论。2、基于包含海水湍流外尺度因子的湍流功率谱,建立了以BGLW为信息载体的弱海洋湍流信道的信息容量模型。通过模型的数值分析得出光束的各向异性因子越大,链路的信道容量越大;湍流内尺度越小,信道容量越小;盐度对信道容量的影响大于温度对信道容量的影响等结论。这些结果指出通过选择BGLW参数可以增大海洋光通信信道的容量。3、利用修正的Rytov理论和近似的海洋折射率谱,导出了强海洋湍流中光束水平传播路径的闪烁指数和得出了带有OAM的BGLW在强海洋湍流中信道容量的解析表达式。通过模型的数值分析,得到在特定的湍流和光通信系统条件下,存在最佳的信号检测孔径尺度;较大的束腰半径和较小的Bessel锥角以及最佳接收孔径可提高信号涡旋模式的信道容量;在强海洋湍流中,同样存在盐度起伏对涡旋模信道容量的影响大于温度起伏对信道容量的影响规律和通过选择合适的波束参数可以优化强海洋湍流通信链路的信道容量。