提出一种在光纤水听器时分复用系统中以3×3耦合器作为匹配干涉仪的光强补偿方案，光纤水听器仍为2×2耦合器结构。该方案以时分复用中的非干涉脉冲作参考光强，通过对3×3耦合器两路输出进行简单数学运算并结合数字反正切技术实现信号解调，光强波动和耦合器分光比变化导致的信号畸变得到有效抑制。算法不需要载波调制，可实现光纤水听器近似等臂干涉，有利于降低系统相位噪声。算法的运算量小且适用于一般的非对称3×3耦合器，解调动态范围大。利用该方案实现了8路光纤水听器时分复用实验系统，在光功率变化约10%时，光强补偿方法可将总谐波失真平均值降低30 dB，系统噪声本底在信号频率为1 kHz时小于30 μrad/Hz1/2。

为了克服光源频率调制深度、信号相位延迟、伴生调幅等参数对基于正交项解调的相位生成载波(OT-PGC)解调方法的影响，提出一种基于固定相位延迟的PGC检测方法(FPD-PGC)，采用3×2耦合器产生固定相位延迟，分别利用两路信号的倍频信号进行解调。详细阐述了该方法的检测原理，分析了关键参数的影响。当伴生调幅系数为0.4时，仿真对比了FPD-PGC方法与OT-PGC方法的解调性能，结果表明新方法谐波比提高30 dB以上，系统信噪比(SNR)也有显著改善。对实际信号进行解调，得到了类似结果。分析及实验表明该方法完全消除了信号相位延迟的影响，较好地抑制了调频深度和伴生调幅的影响。

提出了在光纤水听器时分复用系统中采用3×3耦合器解调信号的一种新算法。在该方案中，光纤水听器仍为2×2耦合器结构，3×3耦合器作为匹配干涉仪，利用其三路输出的线性组合和数字反正切技术实现信号解调，解调中使用的参数通过奇异值分解和椭圆拟合得到。该方案不需要载波调制，可实现光纤水听器近似等臂干涉，有利于抑制系统相位噪声。算法的运算量小且适用于一般的非对称3×3耦合器，解调的动态范围很大。最终利用该方案实现了两路光纤水听器时分复用的实验系统，在1 kHz时，系统的噪声本底为31 μrad/Hz，动态范围超过125 dB，串扰小于64 dB。

在光纤水听器时分复用系统中，需要设计高增益，大带宽的信号检测电路。为了减小系统的噪声同时抑制通道间串扰，必须选择合适的电路带宽。本文分析了待检测信号带宽与脉冲形状的关系，以及电路串扰率与电路带宽、脉冲宽度、通道间延时的关系，给出了电路串扰率的解析表达式，得到了电路串扰带来的解调信号误差的表达式，分析表明电路串扰导致的解调信号误差的幅度与电路串扰率成正比，与前一通道施加的声信号的幅度的贝塞尔函数成正比，最后给出了与理论分析相符的实验结果。