海底地震引发的海啸破坏性极强,对生命安全和财产安全都构成极其严重的威胁,因此建立科学有效的地震海啸预警系统是尤为重要的。海洋环境条件错综复杂,传统传感器的供电和维护难度均较大。干涉型光纤传感器凭借其抗电磁干扰、耐腐蚀、高灵敏度探测、体积小易于集成、且探头本征无源等突出优势,逐渐在地震海啸预警领域中得到了广泛的研究。以干涉型光纤传感技术为手段,通过测量干涉信号的变化来反演实现对被测振动信号的检测,其中,干涉信号的相位解调方法作为检测过程中关键性的问题,具有很高的研究价值。本文开展光纤振动系统的相位解调方法改进的研究,使得系统更加稳定、可靠,达到高精度探测振动信号的目的。首先,本文对研究课题的背景意义进行阐述,介绍了光纤传感器及相位解调方法方面的研究现状,详细分析了光纤干涉及成因、相位调制原理。接着,本文对光纤振动系统的光路结构及光纤振动检波器机理进行说明,着重研究了相位生成载波技术,其中包括调制和解调,调制分为内调制和外调制,解调分为微分交叉相乘和反正切解调方法。针对传统的相位生成载波解调技术存在的不足处和局限性,比如,解调精度易受到环境干扰、干涉信号幅度、调制深度的影响,基频混频方法只局限于小信号检测,反正切解调方法解调不连续等问题,在相位生成载波技术中微分交叉相乘解调方法的基础之上,对算法的结构进行创新,提出了改进的相位生成载波解调方法,选用滤除直流分量的干涉信号和与其基频混频的信号分别进行倍频、差分、微分,除法等运算后得到待测信号,对其原理展开推导并进行仿真实验,验证了其可行性;在相位生成载波技术中反正切解调方法的基础之上,对解调信号的边界跳变情况进行逻辑分析和判断,采取相位补偿的方式,前后仿真对比,证明了相位补偿的必要性。分别对微分交叉相乘解调方法、反正切解调方法和改进的相位生成载波解调方法这三种方法的调制深度参数的设定进行分析,选取了最佳值,准确的参数设定是解调待测信号的前提条件。最后,搭建光纤振动测试系统并对实验器件及设备进行参数说明,对频率范围在0.005Hz-50Hz的振动信号进行测试,得到了良好的解调效果,具有很好的线性度响应。本文创新性地对相位生成载波解调方法进行了改进,并成功应用到光纤振动传感系统中实现了对低频段振动信号的探测,其性能指标如下:灵敏度平均值达到59.53dB re rad/g,动态范围高于135.4dB,系统精度为0.199μg,均能满足测量振动信号的需求。本文的研究改进了传统相位解调方法的弊端,令系统增强了环境的抗干扰能力,提高了解调的准确率和精度并获得了更高的线性度,并且成功应用于干涉型光纤传感系统之中,改善系统各性能指标,满足海洋海啸预警中海底地震检测的需求,具有重要意义。