研制了基于光纤干涉技术的海底地震海啸监测系统，并布放在海南省万宁市的国家海洋局乌场海洋环境监测站附近海域。研制的三分量光纤干涉地震计谐振频率大约250 Hz，灵敏度达到57 dB（0 dB代表1 rad/g），工作频率范围0.005~50 Hz，最小可探测振动加速度43.4 ng/ $\sqrt{{\rm{Hz}}} $；光纤干涉水位计测量精度达到±1 cm，测量范围0~110 m。系统自2017年10月完成布放，已经连续工作超过4年，并在长期运行过程中记录地震和实时水位数据。从2018年1月到2021年12月，在系统运行期间，东北亚地区发生里氏6.0级以上地震共计60余次，其中39次被系统成功监测，例如，给出了印度尼西亚苏拉威西附近海域发生的里氏6.8级以上地震的详细测量结果。文中报告了与这项工作相关的规划、设计、制造、实验室测试、海上安装、观测、数据采集和分析。介绍了系统布放过程，描述了地震计和水位计的工作原理，给出并分析了典型的地震记录和同期的水位监测记录。

相位敏感光时域反射系统以其分布式光纤传感技术的优势在分布式水听、压裂微地震检测、自然灾害预警等低频监测领域具有极高的应用前景。文中对系统中脉冲斩波信号与频率调制信号时钟不同源的问题予以验证，并对其产生的影响进行理论分析；设计双路同步时钟源驱动产生脉冲斩波信号和频率调制信号，降低每个脉冲重复周期中频率调制信号的随机低频相位噪声，提高探测脉冲光的相位稳定性；采用时钟同源和时钟非同源两种方式对典型的基于外差相干检测的相位敏感光时域反射系统的声光调制器进行驱动，由信号发生器驱动缠有光纤的压电陶瓷，产生不同频段的扰动信号。实验结果表明：在同一测试条件下，前者在低频段的信噪比、相位解调质量、频率响应方面均优于后者，最小响应频率为0.1 Hz，相对提高两个数量级，降低了系统中低频噪声干扰。该方法易于实现，可与现有的低频性能优化方法或结构兼容，进一步提高系统低频响应性能。