海水声速在海洋中有着广泛且重要的应用,在一定程度上声速之于海洋恰如光速之于大气,海水声速是认识海洋的重要物理参数。目前基于传统直接法的海水声速测量精度一般处于数cm/s的水平,而且误差分析缺少溯源性依据,其主要原因在于没有实现海水声速的溯源性扁平化测量,即计量缺失,所以实现海水声速的溯源扁平化测量即计量势在必行。国家海洋计量“十三五”规划明确提出,研制基于直接测量法的海水声速计量装置是海洋计量标准装置研究的重点方向。实现海水声速量传溯源扁平化测量,所采用的测量方法至少需具有两方面特点,一是设计的测量原理对于测量结果的误差引入可控,在测量原理上应尽量减少引入测量结果误差的固有因素;二是与实验结果相关的物理参数测量应尽量准确,从而保障测量结果的准确性。光学频率梳在时域上表现为周期性等间隔超短脉冲序列,在频域上表现为等间隔频率谱线,重复频率可锁定到微波频标,通过光学频率梳相关物理特性的变化,获取声波飞行时间与飞行距离从而获取海水声速,可满足量传溯源扁平化测量的相关要求。本文在总结前人关于利用直接法测量海水声速的基础上,提出了一种基于光学频率梳干涉仪结合声光效应的海水声速直接测量新方法,通过光学频率梳相关物理特性的变化获取海水声速。本文将光学频率梳引入到海洋探测中来,分析了脉冲声光效应导致探测的光学频率梳光强发生变化的原因,通过脉冲声光效应引起光学频率梳光强变化测量超声脉冲的飞行时间;同时通过光学频率梳干涉测量声波在水中的飞行距离,有效改善了现有基于压电效应直接测量方法中误差消除困难的问题,提高了声波飞行距离与对应飞行时间的测量精度,提高了海水声速的测量准确度。相比于传统的基于压电效应的直接测量法,本文研究的方法更加满足量传溯源扁平化的测量要求。基于上述原理,设计了实验方案,并在实验室内搭建了相应的基于马赫-曾德干涉系统的测量装置,利用干涉仪两臂距离之差表征声波飞行距离,利用声在光学频率梳上留下的凹痕表征声波飞行时间。实验结果表明,本方法对提升海水声速测量精度有重要价值,与现有商用声速仪比较,保守估计精度可达到0.03cm/s,本工作为实现海水声速溯源扁平化测量提供了新思路与方法积累。