研制了一种直径为13mm的空气腔推挽式双臂对称补偿结构的光纤水听器，介绍了该光纤水听器的工作原理，优化设计了光纤水听器结构。在小直径情况下，保证了较高的声压灵敏度，同时获得了较低的加速度灵敏度。实验测得在80-2500Hz频段内，该光纤水听器的平均声压灵敏度为一142．5dB，灵敏度的起伏小于±0．8dB，加速度灵敏度小于-20dB。实验结果表明，研制的空气腔推挽式双臂对称补偿结构的光纤水听器，能很好地满足拖曳细线阵的使用要求。

传输光纤引入的偏振和相位调制噪声给光纤水听器远程传输系统带来严重影响。论文提出使用一个声压和加速度不灵敏的参考探头来获取传输光纤引入的公共噪声,并将该噪声进行自适应滤波处理来估计和消除传感探头中传输噪声的方案。实验结果表明,归一化最小均方误差（NLMS）自适应算法对冲击传输光纤引入的宽带偏振噪声抑制最大达20dB;对传输光纤中大幅度的单频连续相位调制噪声抑制达20dB;自适应滤波基本消除了传输噪声的影响,并且完整保留了传感探头中的仿真信号。实验同时证明,自适应噪声消除的结果优于直接将参考探头与传感探头信号相减的噪声抑制效果。

阐述了干涉型光纤水听器外差检测的基本原理，对干涉型光纤水听器数字化外差检测方法动态范围上限进行了研究。理论分析了由外差频率决定的动态范围上限以及反正切、微分交叉相乘（DCM）两种正交解调算法决定的动态范围上限，并进行了综合对比。分析结果表明，不同的外差频率所能达到的动态范围上限不同；相同的外差频率结合不同的正交解调算法，所能达到的动态范围上限也不相同。在固定采样率下，设置外差频率为采样率的1/4，并结合反正切算法，可以实现更大的动态范围上限。数值模拟证明了理论分析的正确性。构建了基于外差检测的光纤水听器系统并进行了实验研究，实验结果与理论相符，证实了采用外差检测方法实现大规模光纤水听器阵列更大动态范围检测的可行性。

利用相位生成载波解调技术精确测量光纤水听器的光相移量,在20Hz～10kHz频率范围实现了光纤水听器探头相移灵敏度的校准.20Hz～1.25kHz频段采用驻波管比较法进行校准,1.25kHz～10kHz频段采用自由场脉冲比较法进行校准.利用本文建立的校准系统,对TMD 35#光纤水听器的相移灵敏度进行校准,校准结果表明,两种方法测得的相移灵敏度具有很好的一致性,在1.25kHz频率点的相移灵敏度值偏差为0.8dB.不确定度分析表明,该校准系统的扩展不确定度（k=2）为0.9dB.

光纤水听器是一种基于光纤、光电子技术上的新型水下声传感器。文章概述了M—Z干涉型光纤水听器三路输出解调方案的原理，并用SIMULINK软件实现了此解调方案，在分析仿真结果的基础上，指出三路输出解调方案是将来构成全光纤干涉型水听器系统的优选方案。用软件实现解调的过程对硬件解调电路的设计具有指导性的意义。

对带空气腔芯轴型光纤水听器进行了研究和试验验证．分别建立了二维和三维模型对水听器性能进行分析，给出了两种模型下的水听器相移灵敏度计算公式；小批量制作了22个该结构的水听器并进行了测试．试验数据与模型计算结果十分吻合．结果表明，三维模型计算结果比二维模型更为准确，频带内均方根偏差大部分都小于0．3（dB·re·rad）／μPa．试验采用的水听器相移灵敏度为-153（dB·re·rad）／μPa，其归一化相移灵敏度达到-308（dB·re·1）／／μPa．同时，该模型可以重好地根据实际需要来设计不同尺寸和性能的水听器结构。

研究了影响干涉型光纤水听器远程无中继传输系统性能的各种噪声，分析了分布式拉曼光纤放大（DFRA）与掺铒光纤放大（EDFA）混合放大方案对光放大相位噪声抑制的效果，并通过实验得到了与仿真分析一致的结果。研究了相位产生载波（PGC）调制解调对相干双重瑞利散射（DRS）噪声的抑制原理，并对不同距离的DRS噪声抑制效果进行了讨论。远程实验结果表明，PGC技术可使相干DRS噪声降低19dB，混合放大可使光放大噪声降低7．2dB。经噪声综合抑制后，100km传输系统的相位噪声降至-113．2dB（即2．2μrad／Hz^1/2），与短程系统噪声基本相当；200km传输后噪声降至-104dB（即6．3μrad／Hz^1/2），相比短程系统增加的部分主要为残留的DRS噪声。

报道了一种含侧腔的机械抗混叠声低通滤波光纤水听器.基于电-声类比理论建立了该光纤水听器的低频集中参量模型,画出了声学等效电路图,利用电路分析方法给出了声压传递函数表达式,并对其声学特性进行了理论分析.研究表明,该光纤水听器具有三个共振频率,由于侧腔的引入使得传递函数出现了一个零点,从而加快了第二个共振频率之后的衰减速度,可以获得更好的高频整体衰减特性.在充水驻波罐中对自行设计并制作的含侧腔的声低通滤波光纤水听器进行了测试.在50—7000Hz频段上,该光纤水听器的声压灵敏度频响曲线与理论结果具有大致相同的变化形式,低频响应非常符合,声压灵敏度约为-140dB（0dB=1rad/μPa）,受低频模型精度的限制,高频响应差异较大.这为解决光纤水听器的高频混叠问题提供了一条简单可行的技术途径.

采用高相干窄带光源的光纤水听器时分复用(TDM)阵列中,信号光与其余通道的泄漏光之间不是简单的强度叠加,而是互相干涉.以此为基础,推导了8路TDM阵列中各通道光束相互作用的理论公式,得到了光开关的消光比是决定系统串扰的主要因素,最大串扰值约为消光比的一半的结论.信号解调采用相位载波解调(PGC),由于串扰频率分布广且远高于信号频率,提出了采样前先低通滤波的信号检测方案,该方案可滤除串扰高频成分,大大减小串扰频率混叠对PGC解调的影响.

构建了基于分布反馈式（DFB）光纤激光器的光纤激光水听器阵列,4元DFB光纤激光器通过同一个980nm激光器同线泵浦,阵列发出的1550nm左右的复合激光通过解波分复用（BWDM）分离至独立的通道,实验结果表明,4元光纤激光水听器探测的水声信号能被无失真的解调,阵列各通道间串扰小于-60dB。