光纤振动传感技术是光纤传感领域中较为活跃的技术,广泛应用于航天、航海、电力等国防及民用领域。本文利用偏振光对外界物理量变化敏感的特点,基于光纤应力双折射效应,提出一种偏振干涉式全光纤振动传感方案,具有结构简单、成本低、响应速度快、分辨率高、可扩展、易于维护等优势。本文首先探索了微扰形式下光纤弱声光互作用机理,基于耦合模方程建立了弯曲光纤弱声光互作用数学模型,分析了光纤振动传感单元小型化设计过程中声光互作用对其声学特性以及工艺一致性的影响。接着,创新性的提出了偏振干涉式全光纤振动传感系统架构,采用相干检测信号解调方案,提高系统对小扰动信号的响应能力,采用双光路结构,消除光源波动对系统的影响,提高了系统的灵敏度。为了进一步提高系统对微振动信号的响应能力,基于1/8波片优化设计了系统方案,保证了小信号的检测精度,扩展了动态范围。建立了系统的数学模型,仿真了1/8波片相位延迟角和对轴角度误差对系统测量精度的影响,分析了光纤固有双折射对系统灵敏度的影响。然后,设计了振动传感系统试验样机,研究了信号解调模块的实现方案,提出了光源驱动、反馈控制、功率监视和信号采集电路的设计方法,探索了信号解调算法及信号处理软件实现方式。针对传感探头小型化设计需求,完成了敏感光纤选型,优化了光纤环的绕制技术,研究了探头增敏层弹性模量对系统检测的宽频特性的影响,探究了系统的声压灵敏度特性。最后,研制了偏振干涉式全光纤振动传感系统试验样机并完成了系统对宽频振动信号的响应试验测试,研究了不同滤波解调算法对系统测试结果的影响,结果表明,本文所提方案能够实现对不同频率振动信号的有效检测。