为适应水声学应用特别是水下反潜战的需要，在光纤技术不断发展的基础上，光纤水听器应运而生。光纤水听器是一种基于光纤、光电子技术上的新型水下声传感器，因其在军事、民用各领域应用广泛，目前光纤水听器在国内外发展迅速，已经达到实用状态。全光光纤水听器系统的湿端采用全光实现，信号传感与传输皆基于光纤技术，具有抗电磁干扰、重量轻和造价低等优点。光纤水听器探头是光纤水听器系统的基石。本文提出了基于平面圆形薄板结构的直杆式及正弦式光纤光栅(FBG)水听器探头的实现方法，从理论上推导出了直杆式及正弦式光纤水听器探头系统的静力灵敏度公式，其中直杆式光纤水听器探头系统的静力灵敏度包括不带硬心与带硬心两种情况。通过数值计算分析了光纤的初应力及探头系统的相关物理参数对其静力灵敏度的影响，并与ANSYS模拟结果进行了比较。采用Rayleigh法，导出了直杆式光纤水听器探头系统基频的近似公式，分析了膜片薄板与光纤的主要物理参数对探头系统基频的影响，与ANSYS模拟结果进行了比较；还利用ANSYS对直杆式光纤水听器探头的前几阶固有频率和模态进行了计算，分析了前几阶模态的特点。最后，采用振动液柱法和电磁力发生器对直杆式及正弦式光纤水听器探头系统的静力灵敏度进行了实验研究，将实验结果与理论值进行比较，分析了二者产生差异的原因，并对直杆式光纤水听器探头的谐振频率进行了测试。基于以上研究，得到了如下结论：1、基于薄板小挠度弯曲理论，导出的直杆式光纤水听器探头系统的静力灵敏度计算公式得到的理论解与数值解比较吻合；表明该理论公式具有较强的理论指导意义和足够的实用价值。直杆式光纤水听器探头的静力灵敏度随着薄板厚度的增大而减小，随着光纤长度的增大而减小；当光纤长度一定时，其静力灵敏度随着膜片薄板半径的增大而几乎线性地增大。2、正弦式光纤水听器探头的静力灵敏度随着薄板的厚度增加而减小，随着薄板的半径增大而增大；当薄板的材质与几何参数一定时，光纤有效工作长度确定的前提下，正弦式水听器探头的静力灵敏度有一个关于正弦力放大机构特征参数的最优设计值。3、采用Rayleigh基频法，导出的直杆式光纤水听器探头基频计算公式计算出的理论解与ANSYS模拟的数值解比较吻合，表明该理论公式对水听器探头的优化设计具有指导意义。水听器探头的基频随着光纤长度的增加而减小，随着膜片薄板厚度的增加而增加；水听器探头的基频受光纤刚度的影响较为明显，受光纤质量的影响较弱。4、实验研究测得的结果与理论值非常接近；表明理论上所研究的基于平面圆形薄板结构的直杆式及正弦式光纤光栅(FBG)水听器具有足够的实用价值。此外，直杆式光纤水听器的动态特性实验结果表明，在0.1～6.5kHz频率范围内，幅频响应较为平坦，起伏小于3dB，表明这种水听器具有良好的频响特性，可以很好地用于动态压力的测量。