传统电法振动传感器容易受到电磁干扰的影响,在海洋等极端环境中使用受到极大的限制。光纤具有体积小、质量轻、本征无源安全等突出优势,以此为媒介的光纤加速度计、光纤水听器、光纤陀螺仪等诸多光纤传感器得到了高速发展。其中,光纤振动传感器作为新一代振动传感系统正在被深入研究,有望在地质灾害预警、水听声呐监控等领域发挥不可替代的作用。作为光纤振动传感技术信号处理的核心部分,相位解调技术的研究与实现尤为重要。本文的主要内容是深入研究光纤振动传感技术的相位解调方法及其硬件电路实现方案。首先,本文对光纤干涉基本原理及光纤相位调制机理进行了分析,并重点分析光纤应力应变效应及温度应变效应对输出光波相位的影响;从光波场叠加原理分析得出干涉光形成条件,为光纤干涉振动传感建立理论基础;进而分析了光纤振动传感系统中低频振动检波器和整体光路设计单元的实现方案,突出相位解调部分在系统中的重要地位。其次,在光纤干涉传感的理论基础之上,本文重点对光波相位解调技术进行深入研究。通过分析分布反馈式半导体激光器的光波调谐原理,确定光纤干涉振动传感的内调制技术方案;同时本文深入研究了干涉相位解调技术,对无源零差解调技术和相位生成载波解调技术进行了对比分析;并通过Bessel函数展开的形式对相位生成载波解调技术各环节进行理论计算,为系统相位解调的实现提供理论依据。再次,在对相位解调算法深入分析和研究的基础之上,本文通过MATLAB进行仿真分析确定解调算法中主要参数的取值,并分析了调制频率、滤波器截止频率、信号幅度等参数间的关系,为解调模块关键参数的确定提供依据;在解调实现的过程中,为解决低频振动信号实时性不高的弊端,本文在解调算法的Lab VIEW编程实现上,创新性地运用了“生产者/消费者”程序结构模式,解决信号采样和大数据量实时处理之间的矛盾,实现了对低频振动信号的实时动态解调。最后,在对相位解调技术仿真及理论研究的基础上,本文提出运用模拟电路实现相位解调的方案,有效避免了数字解调实时性不高的弊端,创新性地提出了去除内调制伴生调幅影响的方法,并针对低频振动信号的解调进行了电路的优化和改进。通过模拟解调电路和光纤振动传感系统的整体联调,实现对0.5Hz-10Hz振动信号解调工作,并且解调输出线性相关系数达0.9994。本文研究证明模拟电路实现低频相位解调的可行性,采用模拟电路的方式可提高信号处理的实时性,同时数字信号处理的方式有效避免环境因素对解调环节造成的影响,因此采用硬件-软件相互结合的方式能有效发挥各自的优势,可用于实现低频振动信号的高精度相位解调,为进一步系统优化工作提供了方向。