光纤水听器作为海洋探测中的重要设备而被广泛应用。光纤水听器系统主要的解调方法之一为PGC（相位产生载波）解调技术,该技术需要能够产生相位载波的装置才能实现,因此具有相位载波生成功能的相位调制器将直接决定着系统性能,具有重要研究价值。针对光纤水听器PGC解调系统实际工程中的应用需求,选用OM（微纳光纤）作为研究对象,采取理论分析与实验测试相结合的方法,设计了一种新型全光相位调制器,提出优化方案,并搭建解调实验系统,完成应用研究。论文主要研究内容如下:（1）对比电光、热光、弹光型调制器,论述了在光纤水听器应用中,全光调制器的优势及研究必要性,对比总结了其他类型全光调制器的优缺点。（2）从调制器的调制机理分析入手。对光纤中的光致热相移效应进行论述,并扩展至微纳光纤中,得出这一效应与微纳光纤的均匀腰区直径以及长度有关。再通过研究微纳光纤的形成过程,解析微其形状参数,借助FEM（有限元分析法）软件建立热扩散模型,从理论上得出调制器相位响应大小的优化规律:微纳光纤中的光致热相移效应在一定范围内与均匀腰区直径成反比,与腰区长度成正比。（3）对PGC解调算法展开论述,选定PGC-Atan法为本文使用的解调算法,然后论述系统种的两个重要参数C值与时延。另外,相比设计电路实现解调的方案,本文使用Matlab的函数实现采集卡驱动以及解调算法,并使用GUI（图形用户界面）功能搭建用户操作界面,得到易于调试和操作的数字化解调算法,为后续实验打下基础。（4）在以上研究的基础上,以光纤水听器的PGC解调系统为主要思路,搭建实验光路及数据采集、解调系统,开展相关实验测试。先完成微纳光纤的拉制,制备腰区长度分别设置为10mm、12mm、15mm的微纳光纤,以上三个参数分别对应腰区直径为1.4μm、1.6μm、1.8μm,得到九个待测样品,经过对比测试,可在一定范围内通过增加微纳光纤均匀腰区长度或减小腰区直径来获得更大的相位响应量。当微纳光纤的腰区长度为15mm,腰区直径为1.4μm时,微纳光纤相位调制器的调制幅度可达1rad,可满足光纤水听器系统的基本要求。使用上述系统进行了水声模拟信号解调测试。以1k Hz和170Hz的低频信号为例,实验结果显示,设计的微纳光纤全光相位调制器系统可以良好解调1k Hz以下的水声（振动）信号。为进一步推进工程应用,针对微纳光纤的特殊形状,设计并定制石英管槽用于封装,并设计了微纳光纤水听器探头。本文设计的全光相位调制器存在未能达到解调系统所需的完美调制幅度的问题,已在展望中提出相关解决办法。总体看来所设计的全光相位调制器具有制作较为简易、成本低、方便与光纤系统耦合等特点,为现有的工程难题提供新的解决思路。