概述了基于麦克尔逊干涉仪的光纤激光水听器的相位载波零差法（PGC）调制解调原理,通过数学推导及仿真,分析了调制信号和混频信号的频差是导致全数字化解调结果错误的主要因素之一。针对该诱导因素提供了可行的解决方案,并实现了基于DSP的1 MHz采样频率下使用PGC方法的全数字实时解调系统。对低频水声波段800Hz水声信号进行解调,实验结果表明：解调信号波形良好。

以D6P和ADC为硬件核心，采用3×3解调算法，研制了光纤光栅水听器信号解调系统．该解调系统具有体积小，调试方便，解调输出信号质量好，幅度稳定，工作带宽宽等特点．实验证明，该解调系统能很好的在30Hz～160kHz的带宽范围内工作．

为了提高光纤布喇格光栅(FBG)水听器的声压灵敏度,提出了一种基于薄壳弹簧的增敏结构.通过增大声压作用面积,并将径向压力转化为FBG的轴向应变,使FBG对声压信号的敏感度增加了2 900倍.利用有限元软件ANSYS对结构进行优化设计后,制作了基于该增敏结构的水听器原型样品并在水箱中进行了实验.实验结果表明,利用该增敏结构将FBG的声压灵敏度提高了约2 264.6倍,基本实现了设计目的.

分析了一种有源型光纤水听器的水声传感原理，在一段掺铒光纤中写入具有“相移的光纤光栅构成光纤激光器，水声压力作用在激光器上引起激光波长的移位，采用干涉法检测出波长移位引起的相位变化即得到声压的信息。水声探测实验表明，有源型光纤水听器的声压灵敏度为-166．5dB（参考值1rad／μPa）。将不同工作波长的四元光纤水听器串接于一根光纤内组成水听器阵列，使用带通波分复用器将阵列发出的激光分离至各独立通道后检测出相应的声压信号，测得水听器之间的级串扰小于-60dB，且单元水听器水声响应的动态范围不受影响。

针对分布反馈式（DFB）光纤激光器用于水声探测时频响曲线起伏较大的问题,设计了一种开孔套管式封装结构。通过对DFB激光器的封装,使其张紧后被聚氨酯固定于开孔套筒的中心轴线上,利用开孔套管的保护作用以及施加于光纤激光器两端的拉力来抑制水声探测过程中频响曲线的起伏。基于有限元软件ANSYS对封装结构的动态特性进行了数值仿真计算,然后加工制作了开孔套管结构封装的DFB光纤激光水听器原型样品,并利用振动液柱法进行了测试。试验结果显示,DFB光纤激光水听器在20～800Hz的声压灵敏度达到-131dB左右,灵敏度起伏不高于±1.5dB,表明通过该封装结构的保护及聚氨酯的张紧作用,有效抑制了频响曲线的起伏,改善了DFB光纤激光水听器的水声探测性能。

对利用DFB（分布反馈式）光纤激光器进行水声探测时的弯曲振动问题进行了分析与实验研究。总结了采用非平衡干涉仪解调系统解调的DFB光纤激光水听器的声压灵敏度计算公式；基于梁的弯曲理论，通过数值方法计算了两端固定的DFB光纤激光器在50Hz～2000Hz频率范围内的声压灵敏度，绘制了该频率范围内的频响曲线：采用振动液枉法对一支DFB光纤激光器在该频率范围内进行了实验研究，实验数据具有良好的可重复性，实验结果与理论分析吻合。表明了细长型结构的DFB光纤激光器在水声场中很容易由于弯曲振动而引入较大的非声压振动的干扰信号，影响其水声探测性能，有必要在DFB光纤激光水听器探头的设计中考虑这一因素。

具有较大非平衡长度的光纤Mach-Zchnder干涉仪解调DFB激光器传感信号时，存在着偏振衰落现象，为了解决这一问题，提出了一种对干涉仪输入光偏振态进行反馈控制的方案，论述了具有反馈控制功能的干涉仪信号解调系统，推导了反馈控制系统的控制信号与干涉仪条纹可见度之间的关系式，分析了该系统在不同光信号输入情况下的工作状况，从理论上证明了利用该系统可在一定条件下使干涉仪的条纹可见度稳定在1附近，论证了该方案消除干涉仪解调传感信号时偏振衰落现象的可行性。

研究了非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪因两束干涉光偏振态变化引起的偏振衰落和相位噪声问题。运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论，通过详细的推导，得到非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式，分析了干涉仪可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系，提出抑制偏振衰落和相移噪声的方法。

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。