针对舰船在航行过程中产生的尾流,研究其光学特性可以用来实现对船只的识别与追踪,而且利用舰船尾流的光散射效应制成的光尾流制导鱼雷在国防军事方面有极大的应用前景。尾流中气泡幕的研究是进行尾流研究的基础,对气泡的光学特性、几何特性和运动特性的研究结果可以广泛地应用到很多领域,如海监执法、水质监测、海洋鱼群探测等,所以尾流气泡光学性质的研究价值极其重要。另外偏振作为光的本质属性之一,具有自然的物理特性,利用偏振光在气泡幕传输中偏振态的改变,可以得到气泡幕的偏振信息,作为气泡幕探测的重要指标,因此对尾流气泡幕散射光偏振特性的研究可以更深刻的了解尾流气泡的光学特性。基于此,本文从仿真和实验两个方面着手,系统地研究了尾流气泡散射光的光学特性。本文从单个气泡散射光特性的研究出发,结合Mie散射理论,计算了单个气泡的光学效率因子、散射光的强度分布和偏振度分布,在此基础上进一步讨论了气泡幕的散射光特性,包括气泡幕散射光的强度分布特性和相函数分布特性等。由于Mie散射理论研究气泡幕时,气泡幕的散射光特性仅为单个气泡散射光特性的线性叠加,未考虑光子之间的相关散射,因此为了克服这种局限性,采用了蒙特卡洛方法建立仿真模型,模拟光子在气泡幕中的多次散射过程,进一步研究气泡幕中的散射光在满足相关散射条件下的偏振特性,分析了气泡幕散射光的偏振度分布特性及散射系数和光学厚度对于散射光偏振度的影响。为了对仿真结果进行验证,分别进行了气泡幕前向散射光强度特性和偏振特性的实验研究,包括不同介质、不同压强、不同光学厚度、不同散射角对前向散射光强度和偏振度的影响,得出了随着光学厚度的增加,不同偏振态入射光的偏振度DOP均出现了不同程度的下降,表现出了退偏现象,而且在相同条件下,圆偏振光相比线偏振光表现出更好的保偏性的结论。最后验证仿真与实验结果的符合度,发现仿真与实验结果在整体趋势上相符合,而且置信度到达了60%以上,说明仿真与实验结果基本相符。另外利用蒙特卡洛方法模拟光子在气泡幕间的散射时,考虑到了多次散射的影响,更贴近于实验中光子在气泡幕间的散射情况,因此其置信度比使用Mie散射方法模拟更高,进一步说明了蒙特卡洛方法在多次散射仿真精度方面的优越性。本文采用的实验与仿真结合的方法对于尾流气泡散射光偏振探测的研究具有一定的推动作用。