为解决相位生成载波-反正切解调算法(PGC-Atan)的非线性失真问题，搭建了基于改进型PGC-Atan算法的非本征型法珀传感器(EFPI)解调系统。首先，理论分析了载波相位调制深度(C)偏离最优值、伴生调幅、载波相位延迟等非线性因素对经典PGC-Atan算法中参与反正切运算的正弦与余弦两路信号的影响。然后，针对外调制或伴生调幅较小的情况，提出了一种基于系数补偿的改进型PGC-Atan算法(PGC-CC-Atan)。该算法通过构造与C值和载波相位延迟有关的系数，消除反正切运算中的非线性参数。针对内调制情况，提出了一种基于椭圆拟合的改进型PGC-Atan算法(PGC-EF-Atan)。该算法通过基于分块矩阵的最小二乘法拟合椭圆并提取3个椭圆参数，进而将受非线性因素影响的正弦与余弦两路信号校正为正交信号。最后，通过仿真验证了改进型算法的正确性，并采用高调制特性的垂直腔面发射激光器(VCSEL)和常规腔长的EFPI等搭建PGC解调系统，对比经典PGC-Atan算法与两种改进型算法的解调性能，证实了改进型算法非线性失真抑制的有效性。实验结果表明：一定C值范围内，两种改进型算法可在非线性因素影响下有效解调。PGC-EF-Atan算法相较于PGC-CC-Atan算法，解调信纳比提升了11.602 dB，总谐波失真降低了10.951%。两种改进型算法中，PGC-EF-Atan算法对非线性失真的抑制效果更好，且解调线性度良好，准确度高。

为了解决相位生成载波解调方案应用于激光测振技术时，系统中存在的非线性失真问题，提出一种改进相位生成载波解调算法。该算法采用低频、大幅值的相位调制和迭代重加权椭圆特殊拟合对两路含有非线性误差的正交信号进行校正以抑制非线性失真。其中，低频相位调制由三角波信号驱动压电换能器生成，确保小信号情况下椭圆拟合结果的准确性。迭代重加权椭圆特殊拟合可以减小离群数据的影响并避免拟合结果退化为双曲线，具有精度高、鲁棒性好和计算效率高的优点。实验结果表明改进相位生成载波解调算法可以有效抑制激光测振实验系统的非线性失真，在不同相位调制深度（0.8~3.4 rad）下解调信号的信纳比和总谐波失真稳定，对应的标准差分别为0.55 dB和0.03%。系统的响应线性度优于99.99%，动态范围可达103.9 dB @ 500 Hz，总谐波失真为1%且工作频宽为20~8 000 Hz。与传统相位生成载波解调方案相比，该算法不仅显著抑制了非线性失真，还克服了椭圆拟合算法在小信号下无法工作的缺点。

针对相位生成载波解调算法严重依赖于调制深度，解调准确性和稳定性不高的问题，在传统PGC-Arctan算法框架中引入微分自相除运算环节，消除两路混频信号中调制深度的影响，再将两路信号进行相除得到包含相位信息正切平方项的信号，最后通过开方和反正切运算实现振动信号的解调。对不同调制深度和不同信噪比的信号解调仿真结果表明，该算法能够消除调制深度的不利影响，相比于其他常见的算法具有更好的解调效果。搭建实验平台进一步对仿真结果进行验证，实验数据表明，在不同的调制深度下，该算法的幅值误差最小为0.105%，总谐波失真最小为0.068%。此外，算法动态范围最高可达62.5 dB。综合分析结果验证了该算法能够有效地抑制调制深度影响，体现了其良好的稳定性和抗噪性，在高性能光纤振动传感系统中具有良好的应用前景。

相位生成载波(PGC)解调技术具有高灵敏度、线性度好和动态范围广的优点，因此广泛应用于分布式光纤传感器中。本文提出了一种单路微分相除和微分自相乘的PGC(PGC-SDD-DSM)解调算法，该解调算法对载波相位调制深度和光强度干扰均不敏感。仿真实验显示，与PGC单路微分相除(PGC-SDD)解调算法、传统的PGC微分交叉相乘(PGC-DCM)和PGC反正切(PGC-Arctan)解调算法相比较，改进的PGC解调算法具有最佳的解调效果。将改进的PGC解调算法应用在光纤干涉传感器中，实验结果表明改进的解调算法能有效抑制光强和载波调制深度引起的失真。待测信号的频率为1 kHz，幅度值为2 rad，在引入1.5 rad的载波调制深度和 0.7 rad的光强干扰深度时，实验系统中使用改进PGC解调算法的解调结果信纳比(SINAD)可以达到35.56 dB，与使用传统的PGC-DCM、PGC-Arctan和PGC-SDD解调算法相比较分别高出10.87 dB、24.19 dB和6.38 dB，同时系统的稳定性得到了提升。该技术有效地促进了光纤传感器领域的技术研究。