光纤地震计作为一种新的地震测量手段,具有灵敏度高,抗干扰能力强等优点,常用于地震前兆监测,矿物勘探,地质结构测量等领域。光纤地震计以相位型干涉仪为机理原型,将加速度,速度,位移等物理量等效为干涉仪中的相位变化从而测得实际物理量大小。虽然光纤传感技术提出多年而且经过许多人的研究与探索,光纤地震计在实际工程化应用过程中仍存在一些待解决的问题,比如静态工作点设定,系统工作带宽等,这些问题在一定程度上制约了光纤地震计的大规模应用与工业化量产。本文从原理与设计过程上分析了光纤地震计在实际工程化应用中遇到的问题,对某些参数进行了建模分析,提高了光纤地震计的实用度。主要工作体现在:(1)对当前存在的光纤干涉仪相位解调算法进行了实用化分析,比较了各个算法的优缺点以及存在的问题。建模计算了相位载波(PGC)生成算法的工作参数与静态工作点设定方法,详细描述了伴生调幅效应,调制深度偏移,调相波参数选取等问题。在计算分析的基础上,对PGC算法进行了工作参数优化,包括调制深度的设定以及伴生调幅抑制,提出了一种将3×3耦合器与PGC相结合的实用化相位解调算法,有效解决了伴生调幅与静态工作点漂移等问题。(2)设计制作了相位解调系统的工作硬件,包括模拟前端电路以及数字采集解调电路,分析了电路系统的噪声,工作带宽以及电路设计过程中的实际应用问题。深入研究了模拟电路的噪声因素以及高速数字电路的信号线铺设要求。在制作完成的硬件上设计编写了相位解调算法的工作软件,包括DPS, FPGA以及上位机部分的软件编程。实现网络数据接收,数据实时显示,数据记录等功能,操作界面友好,使用简单。(3)对相位解调系统进行集成实用一体化样机制作,将光源与解调电路封装入样机机箱内部后,为了增加系统实用化范围,增加GPS授时功能与天线防雷设计,增加电源热备份工能,增加温度采集补偿处理等功能。(4)利用以上样机进行光纤地震计数据采集与记录实验,对系统的相位分辨率以及解调噪声做了分析,使用地震计进行多次地震信号测量,得到多组疑似地震数据。其中部分数据与现役地震计进行了对比,可以看出某些时刻光纤地震计对于振动信号具有更高的6-1 OdB的信噪比。研究结果表明:光纤地震测量相位解调系统在实际应用过程中其相位分辨率为4×10-5rad/√Nz,工作带宽为10kHz。地震探测实验中,可以得到与现役地震计相似波形。