针对采用马赫-曾德尔(M-Z)干涉结构在低频信号解调时存在静态工作点不稳定和信号失真等问题, 提出了一种基于M-Z干涉结构的低频信号解调方法。对干涉型检波系统相位调制的同时进行相位补偿, 并对通过引入直流滤波器对传统相位生成载波方法进行了改进, 应用软件仿真确定了最佳调制深度, 搭建解调系统进行了低频声波信号的频率与幅度测试实验。实验结果表明: 该方法可以成功解调出幅度为2.5 rad、频率为0.1 Hz的低频信号, 20 Hz的信号频率的线性度高达0.9995。

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。

基于立方星辐射计直接检波系统，设计并实现了中心频率分别为89 GHz和150 GHz的两款毫米波零偏置肖特基检波器。检波器设计基于ACST的零偏置肖特基二极管。为了获得稳定、优越的性能以及较好的宽带特性，并易于与前级系统集成，更适于立方星辐射计小型化，在直流接地电路与输出电路处采用扇形线结构，并通过一段可调传输线对其端口阻抗进行优化。本文对肖特基二极管及检波器电路结构进行了分析、建模和优化。测试结果表明，W波段检波器在85 ~ 95 GHz范围内具有2500 V/W的典型灵敏度，在89 GHz测试的线性度为0.9994。D波段检波器在145 ~ 155 GHz范围内的典型灵敏度约为1600 V/W，在150 GHz测试的线性度为0.9992。这些结果验证了改进电路结构在检波器设计上的优越性和在直接检波系统中应用的可行性。

地震检波器是石油勘探中必不可少的工具，主要被用于地震波采集以获取地层信息，进而实现油藏勘察以及压裂采油技术的监控。研究了分布式光纤声波传感（DAS）系统及其在石油物探中的应用，深入分析了DAS技术的干涉式解调原理、算法和参数测试。此外，还进行了地面物探实验，通过外场实验获取了大量地震波信息，绘制出了清晰的地震剖面图，并对DAS的性能和测试数据进行了详细分析。

该文设计研制了一种能耐20 MPa静水压的压电陶瓷圆管检波器。首先利用理论分析与有限元仿真相结合的方法, 对压电检波器的谐振频率、接收灵敏度及耐压性能进行了分析计算与对比验证, 进而研制样机, 并采用密闭腔比较法和耦合腔互易法测试了样机在常压和20 MPa静水压下的接收灵敏度。结果表明, 该压电陶瓷圆管检波器在常压条件下的低频接收灵敏度为(-201.9±0.5) dB, 测试频段为1 Hz~2 kHz; 在20 MPa加压条件下的低频接收灵敏度为(-197.7±0.4) dB, 测试频段为20 Hz~1 kHz。该文研制的压电检波器满足目前海洋深部地震勘探的接收灵敏度及工作频段要求, 对深水地震勘探仪器的研制具有重要意义。

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。

针对两点封装, 建立光纤光栅加速度检波器通用模型, 理论推导加速度检波器灵敏度和谐振频率的解析表达式, 深入研究加速度灵敏度和谐振频率的影响因素, 讨论封装光纤刚度系数与检波器结构刚度系数之比对检波器响应特性的影响, 并分析刚度比分别在0~1、0~100范围随着等效质量的增大(0 g~100 g), 加速度灵敏度和谐振频率的制约关系, 及在0 Hz~500 Hz(中低频)和0 Hz~1 200 Hz(中高频)范围内灵敏度的变化规律。此外, 分别以封装光纤长度为10 mm和60 mm举例分析长度对上述二者的影响, 各项仿真中灵敏度均会高达~1 000 pm/G, 并引入品质因数的概念。所提理论研究对FBG加速度检波器的设计和综合性能的评价具有重要的指导意义, 为器件参数优化提供理论依据。