随着世界经济的快速发展,资源短缺问题逐渐成为制约社会发展的关键因素之一。海洋拥有广阔的空间和丰富的矿产与生物资源,在人类的活动中占有越来越重要的地位。海洋资源数据的采集和开发,几乎都离不开通信与数据传输作为保障。因此,水下通信技术的研究越来越受到人们的重视。目前水下无线通信技术主要有水下声通信和水下无线光通信,这两种通信技术各有各的优缺点。其中,水下无线光通信的优点是具有好的方向性,传输速率高、带宽大、安全性好、功耗低以及延迟小。随着信息技术的发展以及高性能光学器件的不断出现,在海洋环境监测、海洋资源开发甚至国家安全维护等方面,水下无线光通信的作用越来越重要。水下无线光通信系统通常由发射单元、水下信道和接收单元三个基本部分组成。其中,发射单元,滤波器的选用或设计是必不可缺少的,水下信道模型的构建是建立在海水对光波的影响基础之上,而调制方式的选取是水下光通信中必不可少的一项重要工作。在此背景下,本论文对水下光通信中的滤波器选择,调制方式的性能以及海水对光波的影响进行研究。具体如下:首先,介绍了水下通信的常用方式以及国内外水下光通信的相关研究进展。在分析水下光通信系统的组成、激光光源和LED光源的特点的基础上,推导了接受光功率和光束几何损耗的计算公式,并对光束几何损耗进行了仿真计算。其次,在研究海水光学特性的基础上,系统的分析了海水的主要组分对光传输所产生的散射和吸收影响,并对计算结果进行了详细的分析。利用指数衰减模型,研究了在不同传输距离下,所需发射端光源的最小发光功率接下来,为了实现从大量背景光中提取有用信号的目的,本文利用光子晶体设计出了两大类五种滤波器:单通道窄带、宽禁带单通道窄带滤波器、单通道宽带滤波器、全方位单通道滤波器和全方位双通道滤波器。利用传输矩阵法对所设计的滤波器性能进行了仿真计算,对计算结果进行了详细的分析。最后,在分析 OOK、PPM、DPPM、DPIM、DHPIM、DAPIM、FDPIM 等调制方式原理的基础上,通过仿真计算对这七种调制方式的性能进行了综合比较,研究结果为水下光通信中调制方式的选取提供参考依据。