水听器阵列是在海洋中所进行的诸如海底石油勘探、海洋地貌探测、舰艇和鱼雷探测等活动的关键组成部分。但是其在实际应用中存在左右弦模糊的问题，该问题需要结合矢量传感器加以解决，而加速度传感器和声强传感器恰好为矢量传感器，在水听器阵列中添加少量矢量传感器可消除阵列左右弦模糊问题，使阵列具有更高的精度。为此，本文以光纤加速度传感器和光纤声强传感器为研究对象，从理论、实验验证两个方面进行探讨。本文研究主要内容如下：(1)运用经典声强理论推导出时域和频域声强测量方法，并建立三维声强传感器模型，分析声强测量机理和测量误差，并提出相应的改善和补偿措施；(2)设计并制作了光纤三维声强传感器，通过实验验证了在大小声桶测试时，传感器对声场的影响是不一致的，而在大声桶测试时结果真实度更高。并运用大声桶实测数据绘出了声强矢量传感器在40Hz和315Hz下的指向性图，各向指向性均大于20dB，具有良好的正交性。(3)设计并制作了光纤簧片式加速度传感器，建立了其基本的质量-弹簧模型，对传感器加速度灵敏度和谐振频率进行了推导，并从传感器偏心和测试方法出发研究了传感器横向串扰。通过实验，得出传感器在质量块质量为243g，簧片厚度为1mm时，可达最高加速度灵敏度为694.2rad/g。并通过偏心理论分析计算出传感器实际的偏心角度为3.08°，为传感器设计、制作提供了指导。