光纤三轴矢量振动传感器具有测量精度高、便于组网、抗干扰能力强等优点,在航空航天、桥梁水利工程、安全生产监测等相关技术领域具有广阔的应用前景。本文从实际应用出发,围绕光纤三轴矢量振动传感及解调系统的关键技术展开研究,该课题的研究具有重要的科学意义和应用价值。针对常用光纤矢量振动传感器灵敏度不高的问题,在研究了强度调制型光纤悬臂梁结构传感器、波长调制型光纤光栅传感器以及相位调制型多种干涉结构传感器对灵敏度性能影响的基础上,设计制作了薄膜片式光纤M-Z干涉型振动传感器,并对设计的传感器进行理论分析和实验研究。结果表明,设计制作的传感器灵敏度可达6969.5rad/g,线性度为99.8%。在灵敏度的误差范围为±5%时,频率范围为10Hz-240Hz。为实现对工程应用中信号的高精度解调,在研究了相位生成载波解调技术和3×3耦合器解调技术的基础上,针对传统的3×3耦合器解调算法存在去直流不完全以及自动增益控制部分的输出与核心控制部分的输出不成比例的问题,设计了一种改进型3×3耦合器解调算法。通过合理调节去直流运算放大增益,并用幅度归一化处理代替原来的自动增益控制部分,对改进型3×3耦合器解调算法进行了实验分析。分析结果表明,解调输出结果与输入信号的线性相关系数可达99.99%,尤其在相位偏差小于4°时,改进后的解调算法互相关系数非常接近于1,即波形几乎无失真的被解调出来,解调结果基本复原了相位信息。故改进型3×3耦合器解调算法达到了对信号高精度解调的目的,提高了系统的解调精度。