0 引言
       近年来，人类活动向海洋领域的逐渐深入，水下无线通信的需求不断增长，这一技术对于调查气候变化，研究生物学、地球学，监测海洋环境，了解海洋中的生物进化和生态变化状况，控制和维护海底石油开采设施和水下无人航行器，实现船舶、传感器和潜水员之间的水下通信具有重要意义[1-6]。
       随着半导体器件技术的不断发展，除了采用激光（LD）光源的水下激光通信方式之外[7，8]，基于发光二极管（LED）光源的可见光通信（VLC）也被认为是实现水下平台中继通信、未来水下综合信息网的优选技术之一[9-12]。基于传统光电二极管（PD）、雪崩二极管（APD）探测器的水下VLC系统传输距离仅在数十米量级，无法满足水下长距离通信需求[13-15]。因此，从光电检测器件的角度出发，一些学者提出采用高灵敏度光电检测器代替目前的PD、APD探测器。目前，基于单光子探测器的水下VLC受到了学术界的广泛关注。单光子检测被认为是光电检测的极限，可以探测到光子量级（10-19J）水平的信号，已在卫星成像、量子通信和医用断层扫描等领域广泛应用[16-23]。单光子探测器包括单光子雪崩二极管（SPAD）、阵列多像素光子计数器（MPPC）和光电倍增管（PMT）等。与传统基于PD、APD探测器的高斯（Gaussian）VLC不同，理论上单光子探测器的输出信号通常服从泊松（Poisson）模型[16]；而实际上，受输出波形后脉冲、死时间等效应的影响，输出信号特性极其复杂，通过理论分析可将其近似建模为准泊松（quasi-Poisson）分布[24-26]。现有研究表明，受后脉冲、死时间效应等的影响，单光子探测器的光子脉冲输出波形和基于PD、APD的输出波形有着显著的差异和典型的特点，这些都为单光子探测器的理论研究带来丰富的内涵和机遇[25]。因此，研究基于单光子探测器的水下长距离VLC传输具有重要的理论价值和现实应用需要。

3 结束语
       本文分析了水下VLC系统的研究现状和发展趋势，总结了未来需要突破的理论瓶颈和关键技术问题。2020年，国家自然科学基金委信息科学部在重点项目上立项领域设置了“水下无线光传输理论与关键技术”课题，在优先资助领域设置了“水下机器人基础理论与共性关键技术”等涉及水下VLC的相关课题，这既表明了当前水下无线通信领域需求的迫切性和挑战性，也为后续水下VLC技术发展指明了方向。