水听器主要用于水下目标声学特性的监测,由于传统压电式水听器抗电磁干扰能力差,传输距离短、阵列结构复杂,其应用受到了限制。为此本文以光纤光栅为敏感元件设计了基于等强度悬臂梁的对称式差动双光纤光栅水听器结构,消除温度等干扰因素对测量结果的影响,并对其性能进行了分析和测试,主要研究内容如下:(1)从FBG的模式耦合理论出发,推证了其温度和应变传感模型,分析了相关参数对反射谱的影响;针对应变和温度交叉敏感问题,提出了温度补偿原理和方法。(2)从光纤光栅加速度传感理论出发,分析了基于等强度悬臂梁的光纤光栅传感器的传感原理,在此基础上设计了基于等强度悬臂梁的对称式差动双光纤光栅水听器新结构。(3)对所设计的光纤光栅水听器探头结构进行封装,并对封装后的水听器进行了静力实验,实验表明光纤光栅波长差与力之间存在良好的线性关系,压力灵敏度系数为2.4nm/N。通过实验数据得到其加速度灵敏度为24pm/g,较单光栅结构提高了近一倍。(4)温度实验表明所设计的水听器探头有效消除温度对测量结果影响。(5)在比较分析各种分布式光纤光栅传感系统的解调方案的基础上,设计了基于连续波调频技术的波长扫描解调系统。该系统采用宽带光源与光纤F-P腔可调谐滤波器组合的可调窄带光源,不仅保证了系统所需的调谐范围,又获得了较高信噪比。实验表明所设计的解调系统具有解调速度快,稳定性好的优点。本文所设计的基于等强度悬臂梁的对称式差动双光纤光栅水听器具有灵敏度高、复用能力强、消除温度对测量结果影响,满足水下声场信号测量的要求。