地震波的测量在国民经济方面具有重大意义，通过它可获得地质构造情况，可将其应用于矿产勘探、地球物理研究及地质活动灾害预警等。与传统地震测量仪器相比，光学式地震计及应变计灵敏度高，带宽宽，低频特性好，传感头无任何附加电子设备，动态范围大，并且可以依托现有光通信系统组成大规模的传感阵列。本文主要研究了光学地震监测原理及方法研究，构建光学地震测量系统，主要基于以下方面开展研究：研究光学地震测量原理，分别开展空间光路结构的激光干涉仪测量原理及光纤振动传感技术原理研究；分析研究光学测量系统的噪声。对相位生成载波（PGC）解调算法进行优化，消除B值影响并且加入在线稳定性监测功能。该算法在基于相位生成载波（PGC）解调技术，通过对光电信号贝塞尔展开项的运算处理，实现了干涉强度B值的消除，降低了输出信号对干涉对比度的依赖，极大提高了光学地震计的抗干扰能力；此外在PGC的载波信号中加入低频监测信号，在不增加硬件负担的条件下实现了干涉仪的实时在线稳定性监测，并且为信号分析提供系统的工作状态数据，降低信号分析过程中的误差，提高干涉仪调试及运行效率。研究构造了光路集成化的长基线激光应变仪。在原有设计基础之上将长基线激光应变仪的分立光学器件进行集成化设计，减少了应变仪光学系统的调节机构，提高了光学系统的稳定性。开展了激光应变仪的光学系统研究，标定了应变仪的光学干涉系统，并详细研究了其噪声性能。设计及构建光学真空管路，实现了22米的长基线激光应变仪的构建，实现了并且进行了长基线激光应变仪的管路封闭实验。研究构造了一种小尺度高精度的光纤地震计。对光纤地震计的光路结构及传感原理展开研究，并实现了光纤地震计的光路结构设计。设计分析了光纤地震计的传感结构，并实现了灵敏度倍增，对光纤地震计的噪声来源进行研究分析。设计并构建了光纤地震计传感光纤带制作装置，实现了高精度光纤地震计原理性样机的构建。设计分析了光纤地震计的测试系统，实现了振动信号的单维度加载，并可承受大载重实验。通过光纤地震计测试系统开展了光纤地震计实验研究。通过实验分析，与标准石英加速度计的对比发现高精度光纤地震计的灵敏度达到9.4rad/nm。