蓝绿激光水下通信是近年来水下通信的研究热点之一。随着水下传感与机器人、水下激光雷达、水下图像传输、水下光通信等应用的兴起,深入研究激光束在水下的湍流效应及通信性能就显得尤为重要。激光束在水下传输过程中受到散射、吸收的衰减效应,限制了激光束在水下的传输距离,降低了水下激光通信质量,故如何提高水下通信质量降低误码率等相关问题尤为重要。为了降低海洋湍流对水下系统链路性能的影响,本文提出了具有抗大气湍流的性质的处于蓝绿波段的光孤子形脉冲和贝塞尔光束应用于水下传输系统。首先,介绍了海洋吸收、散射、湍流的基础理论,介绍了激光在水下传输的研究方法,包括Born近似法,Rytov近似法、随机相位屏法、小角度分析法、蒙特卡罗法。其次,假定水下通信系统是开关键控OOK调制的情况下,利用激光在水下的传输过程的研究方法结合海洋弱湍流Lognormal模型,首先推导出了光孤子、矩形、高斯光束的水下通信的闪烁系数模型和误码率模型,分析了不同动能耗散率、温度方差耗散率、Kolmogorov微尺度、盐度变化与温度变化诱致的比值、接收孔径时信噪比与误码率的关系、距离与时域展宽的关系,通过与高斯和矩形光束对比,验证了光孤子脉冲用于水下通信的优势,为下一步研究提供理论参考;其次,利用傅里叶变换和随机相位屏的方法仿真了贝塞尔光束经过海洋湍流后的光斑情况,推导出了贝塞尔光束水下通信受湍流扰动的Rytov一阶干扰项,结合Matlab数值模拟了不同海洋参数下的贝塞尔中心亮斑与闪烁系数的关系和通信距离与误码率的关系从而得到了贝塞尔光束中心亮斑直径的大小对闪烁系数的影响和不同湍流系数对误码率的影响。最后,设计了强度调制/直接检测开关键控OOK调制格式的贝塞尔光束、高斯光束的不同信道下的水下通信实验,搭建了清水、湍流、水流、气泡和散射剂信道下速率为1-4MHz的方波信号传输实验和清水、湍流、水流信道的速率为2.406Mbps的二进制数字通信实验,分析了不同信道下的信号波形和峰值抖动和功率与通信误码率的关系,通过与高斯光束对比,验证了贝塞尔水下通信抗湍流和水流的优势。本文研究的内容对未来水下无线光通信领域的实用化等有一定的参考价值。