报道了一种高性能大孔径分布式光纤水听拖曳阵列，其总长度为150 m，声学传感段长度为100 m，具有192个传感单元，采用单根光纤离散增敏制备而成，无需其他分离器件。传感基元通过驻波桶标定，在20~1000 Hz，平均声压灵敏度达到-127.44 dB（re rad/μPa）。阵列同时装配了自研的姿态感知模块，可实现拖曳过程的实时姿态获取。针对所研制的大规模分布式光纤水听拖曳阵列，开展了湖试综合测试，6 kn拖速下阵列声学段的倾角仅为7.8°，将192个传感单元数据波束合成后得到了16.87 dB的空间增益，传感器表现出了优异的综合性能。该高性能大规模分布式光纤水听拖曳阵列为光纤水听器发展提供了一条全新的技术路线，有力推动了基于DAS的“第三代声呐技术”的发展。

相位生成载波（PGC）调制解调是干涉型光纤水听器常用的解调方法。首先，分析并建立了PGC解调系统的噪声传递模型，研究了光源强度噪声对PGC解调输出噪声的影响机理，分析了调制深度和工作点两个参数对PGC解调噪声稳定性的影响。然后，提出了一种基于3×3耦合器的多相PGC解调方案，即在传统PGC解调架构中引入3×3耦合器进行多相检测，利用3×3耦合器的相移特性对三路干涉信号进行融合处理。在不同的调制深度条件下，该方案可以降低水听器工作点变化所引起的光源强度噪声传递系数波动范围。实验结果显示，在常用的调制深度范围（1.7~3.4）内，工作点变化导致的噪声传递系数波动峰谷值小于0.5 dB，噪声稳定性相比传统PGC解调系统显著提升。

分布式光纤水听器将光纤作为水下声波换能器阵列，是近年来发展的新型水听器技术，具有阵列灵活重构、易于大规模组网、湿端全自动制备等独特优势，得到了国内外相关领域的重点关注。介绍了分布式光纤水听器的基本传感原理与典型的信号解调方法，梳理了声压灵敏度、系统等效噪声、响应方向性、动态范围等分布式光纤水听器的重要性能指标与研究进展，并介绍了近年来分布式光纤水听器技术的应用概况。最后，对存在的问题与未来发展趋势进行了总结和展望。

光纤水听器作为一种新型水声传感器，对我国经略海洋战略有着重要意义。为了满足光纤水听器日益增长的实际应用需求，发展低成本、高集成度和高灵敏度的光纤传感技术尤为迫切。光纤光栅水听器因其易大规模成阵、高性价比和高可靠性成为下一代光纤水听器阵列的重要技术方案。本文从传感系统、探头结构和关键技术三个方面对光纤布拉格光栅水听器技术的进展进行了全面综述。此外还对目前光纤光栅水听器传感技术发展最为关键的干端信号解调问题进行了较为详细的论述。本文对于深入研究光纤光栅水听器系统的关键技术、提升其系统探测性能和推进其实际应用具有重要的指导意义。

光功率冗余不足及相位噪声增加是制约光纤水听器传输距离及探测性能的关键因素。基于光纤水听器全光模拟传输系统，建立远程放大相位噪声模型，设计大有效面积低损耗光纤组合传输链路，在100 km传输4波分×8时分复用系统中，远程放大引入的相位噪声仅为-98.1 dB@1 kHz（1 kHz为频率），优于常规单模光纤4.3 dB，模型的有效性得到了验证。将模型应用于150 km传输系统，对远程增益单元位置进行优化，获得了-93.2 dB@1 kHz的远程放大噪声性能。所提噪声模型及优化方法可应用于不带电中继的光纤水听器系统设计及研制中，对增大全光传输距离及提升远程探测性能具有重要意义。

光纤水听器探头在深海静水压力下存在变形，这会影响其对水下声信号的探测性能，甚至会使探头失稳而无法在深海环境中继续作业。传统电学传感器因受限于尺寸和电磁干扰等因素，故难以被用于水听器探头的形变监测中。光纤光栅点式传感器的空间分辨率较低，故也无法对尺寸小的光纤水听器探头进行全分布式力学监测。为此，提出了一种基于光频域反射仪的高空间分辨率、高精度的光纤水听器探头形变监测方法。在实验中，光纤紧密缠绕在水听器探头的表面，采用自主研制的分布式光纤形状监测分析仪测量了探头形变产生的光纤瑞利散射光谱的波长漂移，并采用逆向积分的方法实现了探头形状的二维重构。研究结果表明：随着静水压力的增大，水听器探头直径逐渐缩小，并沿周向出现周期性凹陷；当静压力达到6 MPa时，三个周期性凹陷深度达到124 μm。该实验研究结果与基于ANASYS的耐压性仿真结果相符。

由于湿端极简化，光纤光栅水听器系统中普遍存在的偏振诱导信号衰落和随机相位衰落等关键问题仅能采用复合型调制解调手段解决；光纤光栅的双向反射特性会引起传感通道间信号串扰增加等新问题。报道了一种光纤光栅水听器阵列，水下仅采用80个光纤光栅构成64基元水听器阵列。采用相位生成载波与偏振切换调制解调方案，系统本底相位噪声达到-95 dB/Hz@1 kHz，等效噪声压为36 dB@1 kHz。系统采用低反射率光纤光栅，结合8空分×2波分×8时分复用结构设计，系统的时分、空分和波分通道串扰均稳定在-40 dB以下。该研究为光纤光栅水听器的工程实用化提供了重要的实践探索。

构建了短程传输链路的瑞利寄生干涉模型，利用干涉可见度的参数特性，得出系统背向瑞利散射噪声与询问脉冲宽度、传输链路光纤长度、瑞利散射率等参数的关系。理论与实验结果均表明：短程传输状态下瑞利散射并不会随着传输光纤长度的增加和瑞利散射率的提高而线性增强，而是呈现出不连续特征。短程传输状态下的瑞利散射还与问询系统的调制解调参数密切相关，随着调制解调参数的变化而动态变化。该研究结果定量揭示了短程传输链路状态下光纤水听器阵列的性能随瑞利散射的恶化情况，为短程传输状态下的系统优化设计提供关键支撑。

随着远程光纤水听器系统传输距离的不断扩展, 各类光学非线性效应的影响日益凸显, 并已成为制约远程光纤水听器系统性能的瓶颈。回顾了远程光纤水听器系统中光学非线性效应研究进展, 对系统中存在的光学非线性效应进行分析, 并重点介绍了系统中受激布里渊散射与调制不稳定性的产生机理及其对系统相位噪声的影响, 并介绍相应的抑制方法。