海洋矿物质颗粒是影响光子在水下传输的重要因素之一。为了研究海洋矿物质颗粒对水下量子通信信道性能的影响,建立了海洋矿物质颗粒群密度、传输距离与链路衰减的关系模型并进行了仿真。针对退极化信道,研究了矿物质颗粒群密度和传输距离与信道容量、信道误码率的关系并进行了仿真。仿真结果表明,当传输距离为50 m时,随着矿物质颗粒群密度的增大,链路衰减由0.098 dB增加到2.92 dB,链路效率由6.2×10 ^-6减小到2.7×10 ^-7。当矿物质颗粒群密度为1.0×10 ⁴ m ^-3时,随着传输距离的增加,信道容量由0.97逐渐减小到0.6,误码率呈指数增大。由此可见,消光效应造成的影响在传输过程中不可忽略,在实际通信过程中,应根据环境情况及时调整传输设备的参数,保证通信质量。

为了研究多次散射效应下偏振光在含矿物质粒子海水中的传输特性，建立了一种基于蒙特卡罗法的矢量辐射传输模型.验证了模型准确性，并利用该模型研究了矿物质粒子复折射率、粒子群平均半径和入射光偏振状态对传输特性的影响.模拟仿真结果表明，不同类型矿物质粒子中，较小复折射率实部的粒子，传输特性对复折射率实部变化的敏感性较大；较大复折射率实部的粒子，传输特性对复折射率实部变化敏感性较小.粒子复折射率的虚部是影响光波传输特性的另一重要因素，粒子的吸收性越大，其传输效果越差.随着海水矿物质粒子群平均半径变大，光波透射率降低，反射率增大.圆偏振光与自然光在含矿物质粒子海水中的传输特性相对接近，在海水中，透射率最高的是垂直偏振光，最差的是圆偏振光；反射率最大的是自然光，最小的是水平偏振光.其中水平偏振光传输特性受入射光入射角影响较大.