水波问题与国家建设、经济发展和环境改善紧密联系,特别是海洋战略更受到各国高度重视。激光检测液体表面波在表面波研究领域中占有重要地位,通过探测液面情况可以获得表面以及液面以下声源信息。激光衍射检测技术应用于水面及水下低频声信号探测具有无损、快速、非接触、机动性强等特点,本文主要研究内容如下：(1)基于流体力学相关理论,研究了水面扰动以及水下声源振动生成的液体表面波光栅。从波动光学原理出发,分析了液体表面声光效应,当水面形成表面波时,这种表面波可以近似看作为一反射式正弦位相型光栅,激光入射其中经过调制,并发生衍射效应。(2)基于声光衍射原理,利用光学方法对低频液体表面波的光衍射特性进行研究,给出了非对应级数的解析表达式并对其进行数值模拟,解释了非对应分布的机理。实验观察了不同入射角下对比度较高的衍射图样,且相邻亮条纹之间的距离具有规律的不对称性；随入射角度增大,正负级衍射条纹出现显著的不对应分布,即正条纹级数多于负条纹级数。研究表明：衍射条纹级数的不对应程度与入射角有关,随入射角的增大,正负级数不对应程度加剧；负级衍射条纹级数存在最大值,超过该最大值的负级衍射条纹缺失。(3)基于声光衍射原理,理论上分析了激光在水表面波调制作用下产生衍射条纹和干涉条纹的产生机理,实验上取得了激励源在不同激发强度下的干涉、衍射图样,研究了干涉和衍射条纹图样宽度与表面波振幅的关系。给出了干涉条纹宽度与表面波振幅关系式,对衍射条纹图样宽度与表面波振幅进行线性拟合,发现衍射图样宽度随表面波振幅增大而增大,理论上解释了衍射图样宽度与表面波振幅的变化关系。(4)建立了升降式水下低频声信号的激光检测系统,实验上观察了对比度较高的衍射图样,为光衍射法测量水下声信号提供了一种新思路。实验上测量了水下声信号频率、深度及其激发表面波振幅三者的关系,发现水下声源的深度与其激发的表面波振幅关系为先增大后减小。当声源入水深度固定时,表面波振幅随声源频率增加,呈现先增大后减小的变化。结合三者关系,得出引起表面波最大振幅所需的激发频率随声源入水深度的增加而减小,而且在靠近水面附近频率变化较大,随着水深的增加,频率逐渐变缓,不同的频率对应不同的深度。