光纤水听器以其优越的性能在现代反潜作战、海洋资源勘探等方面发挥着重要的作用。光纤水听器的研究经过四十多年的发展已逐渐成熟,然而光纤水听器仍然存在着许多有待改进的地方。本文分析了光学外差检测的基本原理并设计了一种基于外差检测原理的光纤水听器系统,对解调光路中的几个重要部分进行了着重分析,声光调制器及其驱动是实现稳定外差频率的前提,外差参考信号的提取是正确解调出信号的重中之重。本文提出了现有的解调算法的不足并做出了改进,使得解调结果不再受到光强扰动的影响,之后利用仿真分析论证了新的解调方案的可行性与优势。本文基于解调光路及解调算法搭建了实验系统,实验中用信号发生器控制的PZT来模拟增敏处理后的光纤探测声信号。利用信号发生器向PZT施加幅值为100m V而频率为1k Hz、5k Hz、15k Hz以及30k Hz的正弦波信号,系统均能正确的解调出相应的结果;之后保证信号的频率为5k Hz,而幅值分别为100m V、200m V、500m V的正弦波信号,此时,系统也能解调出正确的结果。理论分析和实验结果都论证了本实验系统能够实现对不同频率、不同幅值的信号的解调。