光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)结构简单,抗电磁干扰能力强,灵敏度高,且具有多路复用功能等优势,因此在超声结构健康检测方面具有很好的发展前景。如何精确地测量超声波是超声结构健康监测的关键。超声波属于一种动态信号,设计可以实时监控超声信号的解调系统至关重要。本文围绕FBG超声传感解调系统的设计和改进展开研究,主要工作和成果如下:(1)针对FBG超声传感器测量灵敏度和量程相互制约的问题,提出了一种基于法布里珀罗(Fabry-Perot,F-P)腔和π相移光纤布拉格光栅(π-phase shifted Fiber Bragg Grating,π-FBG)的解调方案。分析了利用F-P腔解调的原理并进行了详细的数值仿真分析。理论分析表明,利用F-P腔的两个纵模作为一组解调器同时解调,可以将系统灵敏度提高两倍,并且具有很好的线性度。扩展到多个纵模时可以构建解调器阵列,从而极大地提高系统的量程,有效地解决测量灵敏度和量程相互制约的问题。(2)针对提高解调系统灵敏度的同时会导致F-P腔的腔长增大的问题,将光子晶体波导(Photonic Crystal Waveguide,PCW)作为慢光介质引入F-P腔解决灵敏度与腔长的相互制约。分析结果表明,在合适的参数条件下,利用较大的群折射率,可以有效地缩短实际需要的腔长,从而在保证系统稳定性的基础上可以进一步提高灵敏度。(3)针对宽带光源系统噪声较大的问题,提出利用窄带可调谐激光器与F-P腔结合作为输入的超声解调系统。分析结果表明该系统不仅可以有效减小系统噪声,同时还可以实现传感器的多路复用功能。