为了实现地震波的三维采集, 设计了一种三分量光纤布喇格光栅(FBG)地震检波器, 理论推导了该检波器的固有频率和灵敏度, 先后使用Matlab软件、COMSOL软件对检波器进行结构参数优化和模态分析, 测试了检波器的幅频响应、横向抗干扰性能和灵敏度响应。实验结果表明: 检波器的平坦区为0.6~50 Hz；一阶、二阶和三阶的固有频率分别为56 Hz、59 Hz和63 Hz, x、y和z方向上灵敏度分别为218.22 pm/g、284.76 pm/g和249.67 pm/g；每个方向上的横向抗干扰度均小于5 %, 可实现低频信号的三分量检测。

为了解决传统地震仪抗电磁干扰能力弱、频率响应范围窄以及机电反馈结构体积大、成本高等问题，设计了一种双端马赫-曾德尔(MZ)结构的干涉型光纤地震检波器。利用液体硅胶将黄铜质量块与硅胶弹性体浇注形成一体推挽式结构，采用ANSYS软件对结构体进行参数化建模与集**数有限元分析，确定结构体的固有频率和共振发生时的最大合成振幅，并由示波器采集不同频段的信号进行灵敏度测试实验。实验结果表明：该检波器在共振发生时的固有频率为106.77 Hz,与实验所测数值的相对误差为1.65%，验证了干涉型光纤地震检波器的优越潜能。

设计了一种基于弱光纤布拉格光栅阵列的增强相位敏感光时域反射仪(-OTDR)振动传感系统，以反射率较大的弱光纤光栅反射信号代替-OTDR中的瑞利散射信号，利用相邻弱光纤光栅反射信号间干涉信号的强度变化来判断光纤线路上振动事件的情况，并采用时分复用技术对振动点进行精确定位。结果表明，该系统在面向振动信号的检测与解调方面比-OTDR更为简便，同时能实现分布式测量，并能解调出频率范围为10～500 Hz的任意振动信号，在周界安防领域具有实际应用价值。

针对非常规油气开采微地震监测检波器高频检测的要求, 提出了一种基于弹性薄壁管的FBG(光纤布拉格光栅)高频微地震检波器, 理论分析了该检波器的实验模型, 并对检波器的幅频特性和加速度灵敏度进行了实验研究。实验结果表明: 基于弹性薄壁管的FBG高频微地震检波器的固有频率为1 680 Hz；在50～1 200 Hz工作频率范围内, 加速度与波长有很好的线性关系, 线性拟合度为0.998 4, 加速度响应灵敏度为4.393 2 pm/G, 实验值与理论值的相对误差为0.15%。

针对深部油气勘探的需要, 研制了基于微机电系统(MEMS)的宽带电化学地震检波器。仿真分析了影响该检波器频带的结构参数, 并对其MEMS实现及封装方法进行了研究。利用有限元软件分析绝缘层厚度和阴极孔径对检波器幅频特性的影响, 得到了优化的几何参数。基于仿真结果, 利用MENS工艺加工硅基的Pt电极和Su-8的绝缘层, 然后用物理紧固的方法进行器件封装。最后, 分别在水平振动台和基岩上进行了检波器的性能测试和微震监测实验。实验结果表明: 无需进行频率补偿, 由20 μm孔径阴极和200 μm厚绝缘层封装的器件的频带可扩展到3~90 Hz, 低频扩展到60 S的补偿额度小于30 dB, 检波器的动态范围不小于130 dB。实验显示: 这种改进的检波器可以作为宽带地震检波器用于深部或海底的油气勘探。

针对地震勘探中横波检波灵敏度低的问题，提出了一种基于菲涅耳衍射理论的双光栅水平向地震检波器。介绍了系统的工作原理，通过使用新的人工地震动模拟函数，研究检波器力学模型运动微分方程的解和频率特性，证明了系统的可行性。推导了激光束经过双光栅系统衍射后的场分布和光强，仿真分析表明，沿接收屏纵向强度呈波形分布,利于光电信号转换，推出了条纹频率与地震动水平向速度的关系式，利用对称指示光栅提出了一种对地震动位移、速度进行辨向并记录平衡位置时间的简便方法。初步计算该检波器的灵敏度为136 pm，动态范围达144 dB，与其他检波器相比，对应的性能参数值提高了10%以上，有良好的工程应用前景。

基于长周期光纤光栅能透射特定波长的性质，以及其无后向反射的优点，提出一种新型的长周期光纤光栅地震检波器系统。以长周期光纤光栅相位匹配条件为基础，逐步推导出长周期光纤光栅地震检波器的灵敏度公式。建立长周期光纤光栅地震检波器的力学模型，并推导出检波器系统的传递函数。通过实例仿真得到该长周期光纤光栅地震检波系统的幅频特性图，从而证明了长周期光纤光栅用于地震检波器的可行性。通过调整光纤长度、质量块质量、阻尼系数等参数而得到适合的频率特性和灵敏度，为将来提高该系统的性能指明了研究方向。

由光纤Bragg光栅制成的地震检波器，其采集的传感信息包含在波长上，直接对波长进行调制解调，具有分辨率高、精度高、抗干扰能力强和频带宽等优点。文章研究了光纤Bragg光栅地震检波器，给出其重要参数，并提出了一种新的光纤Bragg光栅地震检波器的解调方案。为光纤Bragg光栅地震检波器的研究以及实际应用提供了依据。

以全光纤迈克尔逊干涉仪为基础,研制出由地震敏感元件组成的单分量双光路加速度地震检波器样机,并提出了三分量检波器的设计方案.为了考察缠绕光纤前后顺变柱体弹性模量的变化,做了拉伸和压缩实验,以确定其作为敏感元件的关键特性.该检波器可用于检测小到0.01g的加速度.