超稳光学参考腔是原子光钟系统中超窄线宽钟激光的重要组成部分。对超稳腔的腔体结构及支撑的精心设计可以有效地降低超稳光学参考腔的振动敏感度。本文提出了一种类四面体结构的超稳腔设计。我们通过在四面体的顶点处施加压力的方式将超稳腔腔体完全固定。由于腔体结构及支撑结构的高度对称性，该超稳腔不仅对固定腔体的支撑力不敏感，而且对空间上三个正交方向的振动都不敏感。我们采用有限元分析的方法对超稳腔的加速度敏感度进行模拟计算。计算结果显示我们设计的类四面体超稳腔在沿光轴方向和垂直光轴方向上的加速度敏感度分别为0.1×10-11/g，1.8×10-11/g，1.8×10-11/g（其中g=9.81m/s2）。超低的加速度敏感度和腔体的全方位固定使我们设计的超稳光学参考腔非常适合可搬运光钟的应用。

针对分布反馈式(DFB)光纤激光水听器的加速度响应影响声压信号探测的问题，研制了一种聚氨酯端面增敏结构的DFB光纤激光水听器。建立了该结构水听器的加速度灵敏度理论模型，理论分析了套筒结构与水听器的加速度灵敏度的关系，仿真分析了水听器两端聚氨酯的弹性模量、泊松比以及高度的差异与其加速度灵敏度的关系，实现了对水听器各结构以及材料参数的优化，并制作了水听器原型样品与拖曳线列样阵，分别开展了加速度灵敏度测试和湖上动态拖曳实验研究。实验结果表明，该结构水听器在20～2000 Hz频率范围内的加速度灵敏度在各频点均小于1.2 dB，与理论分析结果较为吻合，在动态拖曳过程中的变速运动阶段也能对目标形成较高信噪比的稳定波束指向。水听器的抗加速度性能得到了有效预测以及实验验证。

设计了一种竖直式封装结构的分布反馈式(DFB)光纤激光加速度传感器, 建立了加速度灵敏度与质量块尺寸参数的理论模型。基于有限元软件, 对该加速度传感器的频率响应性能进行了仿真分析, 加工制作了传感器原型样品并进行了实验研究。实验结果表明, 研制的DFB光纤激光加速度传感器在10~4000 Hz频率范围内的平均加速度灵敏度为-119.1 dB, 且谐振峰值出现在5000 Hz附近, 与理论和仿真分析结果吻合较好。光纤激光加速度传感器的工作频带在高频方向得到了有效扩宽, 能更好地满足DFB光纤激光加速度传感器在高频领域的工程化应用需求。

针对分布反馈式光纤激光水听器在用于水声探测时极易受加速度效应干扰的问题, 设计了一种双膜片对称结构的光纤激光水听器, 对该水听器的抗加速度性能进行了研究.建立了双膜片结构水听器的加速度灵敏度理论模型, 分析了水听器各部件的尺寸大小、材料参量与水听器加速度灵敏度的关系, 实现了对水听器结构的优化设计;加工制作了分布反馈式光纤激光水听器原型样品, 并进行了实验研究.测量结果表明, 在2.5～10 kHz的频率范围内, 该结构水听器的平均声压灵敏度为－132.6 dB, 波动幅度不大于±0.5 dB, 加速度灵敏度小于－28 dB.该水听器在保证了较高声压灵敏度与平坦的响应曲线的同时, 抗加速度性能也得了有效改善, 可大大提高光纤激光水听器阵列在运动状态下对远距离目标探测的信噪比.

研制了一种直径为13 mm的空气腔推挽式双臂对称补偿结构的光纤水听器，介绍了该光纤水听器的工作原理，优化设计了光纤水听器结构。在小直径情况下，保证了较高的声压灵敏度，同时获得了较低的加速度灵敏度。实验测得在80～2500 Hz频段内，该光纤水听器的平均声压灵敏度为-142.5 dB，灵敏度的起伏小于±0.8 dB，加速度灵敏度小于-20 dB。实验结果表明，研制的空气腔推挽式双臂对称补偿结构的光纤水听器，能很好地满足拖曳细线阵的使用要求。