高灵敏的声波检测技术在国防安全、结构健康监测、生物医学成像、地球物理勘探等领域具有重要应用价值。与传统电容型或压电型传感器相比,干涉型光纤声波传感器检测声波对光纤内传输光的相位调制,具有灵敏度高、抗电磁干扰、可远程探测及可复用等优点,在声波检测领域极具应用前景。但光纤传输光的相位易受外界环境温度、振动等因数串扰,造成传感器稳定性不足,无法长期、高效检测声信号。因此,针对上述问题开展针对干涉型光纤声波传感器的稳定信号解调方法研究具有重要意义。本论文以法布里-珀罗干涉型光纤声传感器为例,通过设计合适的动态反馈解调方案,实现了对光纤光栅法布里-珀罗干涉仪（FBG-FP）、光纤微气腔法布里-珀罗干涉仪两种不同结构声波传感器的稳定解调。在上述解调技术的研究基础上,利用上述传感器成功实现了稳定的超声信号检测以及光声成像应用。具体研究内容如下:1、通过动态反馈调节探测激光器波长,锁定FBG-FP干涉型声传感器正交工作点,腔长变化小于实现了频率10 MHz的稳定的超声探测。系统研究了该解调系统对外界环境温度变化的抗干扰能力,并实验验证了该系统在27°C的温度变化范围内的稳定超声信号探测能力;结合Pound–Drever–Hall（PDH）技术,进一步改进稳定系统性能以实现对具有更窄线宽的相移光纤光栅声传感器的稳定。2、采用光功率动态反馈调节方法,基于光热效应实现了光纤微气腔型FP声传感器的动态稳定:理论分析了微气腔动态稳定的气体扩散动力学过程;利用PID算法实时反馈控制产生光纤微气腔的加热光功率,实现了直径范围为8μm-210μm的光纤微气腔稳定（直径变化小于1 nm）;实验研究了光纤微气腔在温度、压强、流速、化学物质浓度等不同环境参量扰动下的稳定性,结果表明,经稳定后的微气腔直径波动范围小于³0 nm,满足稳定声波检测要求。3、理论与实验研究了光纤微气腔型FP声传感器的声学响应,直径5 um的光纤微气腔可实现0.8 MHz频率带宽的超声检测,噪声等效声压水平为⁵mPa/Hz^1/2。以该传感器为核心器件,构建光声层析成像（PACT）系统,成像分辨率为1.3 mm,有望用于人体组织成像。此外,根据微气腔光热稳定所需光功率与微流通道内部流速的关系,实现了检测极限0.16 mm/s,检测范围0 mm/s-4 mm/s的微流芯片流速传感器。