随着技术的发展,水下辐射噪声的高频部分被有效抑制,甚低频噪声（≤100Hz）成为水声探测的主要对象。我国目前研究的光纤矢量水听器主要是基于加速度传感的同振型结构,其声压灵敏度随着频率降低而下降,使得其甚低频探测性能下降。因此急需开展新型的光纤矢量水听器技术研究,为提高甚低频信号探测能力提供技术支撑。本文开展基于光纤悬臂梁的矢量水听器机理与特性研究,设计并研制光纤悬臂梁矢量水听器传感探头,利用悬臂梁运动模型仿真并分析其低频传感原理,重点针对在流体中特别是粘性流体中的悬臂梁进行受力分析,阐述了流体中的悬臂梁声响应特性变化的物理机理。通过选择合适的粘性液体作为悬臂梁矢量水听器的负载流体,可以实现矢量水听器甚低频谐振峰的抑制以及甚低频灵敏度的提高。本论文主要内容和创新点包括:1.设计并研制一维平面悬臂梁结构的光纤矢量水听器传感探头,将微弱声质点振动信号转化为光纤激光器频率变化信号,从而实现声信号传感。2.详细推导并分析流体中的悬臂梁运动方程,对基座驱动和声信号驱动下的悬臂梁受力情况进行分析,仿真和分析悬臂梁材料与几何参数及流体的粘性系数对悬臂梁运动特性的影响,得到有益结论:粘性液体能够抑制水听器频响的谐振峰并提高甚低频灵敏度。3.搭建两套实验系统,分别研究了基座驱动和声信号驱动两种形式下光纤悬臂梁矢量水听器在不同粘性流体中的声压和加速度灵敏度频率响应,实验结果中悬臂梁在粘性液体负载时甚低频灵敏度高于2×10~6Hz/Pa,并在25Hz以下响应平坦,声压灵敏度均高于2.13×10~7Hz/Pa。验证了理论分析结果,证明了粘性液体对于悬臂梁矢量水听器甚低频灵敏度的提高作用,以及对谐振峰的抑制作用。为实现三维光纤悬臂梁矢量水听器研究奠定良好基础。