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.

报道了一种新颖的具有抗混叠功能的无源零差迈克耳孙型光纤水听器。它由一个普通的芯轴型光纤水听器和一个圆柱型亥姆霍兹共振器构成。在驻波罐中对其声压相位灵敏度频响进行了测量，结果表明该光纤水听器具有较好的声低通滤波特性，能有效地抑制声信号中的高频成分，从而实现抗混叠滤波。该光纤水听器的低频声压相位灵敏度主要由传感光纤长度和弹性增敏层的物理特性决定，约为-159 dB（0 dB=1rad／μPa）。在1150Hz附近出现了一个共振峰，这主要由圆柱型亥姆霍兹共振器的声学特性决定。1150～2280Hz频段内的灵敏度衰减率约为50dB／倍频程，1500Hz以后的灵敏度衰减量大于10dB。这对于提高我国未来声纳系统的抗干扰能力具有十分重要的意义。

概述了干涉型光纤水听器直接调制光源的相位生成载波(PGC)解调技术.重点介绍了其数字化实现方法,并通过实验和仿真,考虑到数字化实现过程中所要求的实时性,对系统中对探头的复用以及解调结果有重要影响的滤波器进行了详细的研究.本文的结论在相位生成载波数字解调方案的设计中具有重要的指导意义.

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。

光纤水听器和矢量水听器是近些年来出现的新型水听器，与普通声压水听器相比，它们有着较为优越的性能，光纤矢量水听器则结合了二者的优势，有着更为广阔的应用前景，在本文中，我们分析了光纤矢量水听器的指向性并对其进行了海试实验验证。

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.

介绍一种用于光纤水听器阵列的时分复用（TDM）及解复用信号处理系统,该系统基于PC机,设计开发方便、使用灵活。采用Labview编写的信号处理软件可实现8单元水听器阵列的时分复用及解复用。

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。