声振动信号是一种快速变化的微压信号,利用光纤声振动传感系统对声信号的检测和分析具有广阔的应用前景,因此,对高信号质量的光纤声振动传感器及高稳定性解调系统的研究具有重要意义。在传感器方面,本文针对目前膜片式光纤法珀声振动传感器振动膜片光反射率低、干涉强度低、信号对比度差等问题,设计了一种具有高反射率的聚苯硫醚薄膜镀金膜片,提高了干涉信号强度和信号对比度;在解调方面,提出了一种基于偏振双折射晶体的正交相位解调方法,提高了正交相位解调系统的稳定性。并通过实验验证了光纤法珀镀金膜片声振动传感器的信号质量和解调方法的高稳定性。主要研究工作包括:1、设计并制作了一种聚苯硫醚薄膜镀金膜片,分析了膜片反射率和传感器法珀腔长对干涉条纹对比度的影响。构建周边固定式膜片振动模型,并利用ANSYS有限元仿真分析镀金膜片的声学特征和谐振模态。分别测试了基于镀金膜片和聚苯硫醚膜片的光纤声振动传感器干涉光谱信号强度,并对传感器灵敏度进行测试,结果表明,镀金膜片比普通聚苯硫醚膜片干涉信号强度提高3.1倍,在声源频率为25kHz时,探测灵敏度为11.1nm/Pa。2、提出了一种基于偏振双折射晶体的正交相位解调方法,在两路信号中采用不同厚度的双折射晶体产生正交光程差,利用互相关的低相干干涉原理产生具有正交相位的两路干涉信号,通过微分交叉乘解调方法提取相位信息。通过理论仿真得出在解调系统光源中心波长漂移±20nm条件下,解调误差为0.62‰,传感器腔长相位变化范围为±π条件下,解调误差为2‰,理论论证了本系统具有较高的稳定性。3、搭建了基于偏振双折射晶体的正交相位解调系统并进行实验研究。结果表明,解调系统信噪比为70dB,解调系统的最小探测相位为0.014 rad/Hz1/2优于同类光纤声振动解调系统。通过实验验证了解调系统在腔长变化范围为[-1μm,+1μm]时的测量性能,在光源中心波长漂移20nm条件下,解调相位结果变化0.8%,验证了解调系统具有较高的稳定性。