水下地磁导航技术对地磁测量提出高精度、高响应和小型化的要求,现有的磁通门、磁阻等传感器难以满足高精度地磁导航的需求。然而光纤磁致伸缩传感器在理论上可以达到10-16T的测量精度,同时它可以工作在各种恶劣的环境下。因此研究光纤磁致伸缩传感器不仅具有重要的学术价值,而且具有重大的应用价值。本文主要从以下几个方面对光纤磁致伸缩传感器展开研究:首先,介绍了光纤磁致伸缩传感器的基本原理,主要有磁致伸缩效应、相位干涉测量原理和电光调制原理。其次,对光纤镀膜工艺进行研究。采用成都南光仪器设备有限公司的ZZS500-2/G型真空镀膜机在光纤上制备了FeSiB磁致伸缩薄膜。通过测试发现磁致伸缩薄膜均匀性、致密性较好,并且在弱磁场条件下具有良好的磁致伸缩性能。但同时也存在一些问题需要进一步的改善,如磁致伸缩薄膜中各元素成分与预期值还有差距,镀膜光纤的长度以及薄膜厚度未能达到预期要求。第三,采用粘附耦合结构,制备了跑道形换能器和圆柱形换能器。通过比较可知跑道形换能器具有更好的方向灵敏性。之后重点研究了跑道形换能器的退磁特性、负载特性、频率特性和灵敏度。第四,重点研究了基于闭环反馈的相位解调方法。通过对干涉仪差分输出信号的数学分析,推导出传感器最佳工作点的反馈控制方法,即以差分输出信号中的直流量作为误差信号进行反馈控制。之后借助Matlab/Simulink工具进行仿真分析,研究了调制磁场及反馈环节对信号解调的影响。第五,基于上述理论和仿真分析,搭建了马赫-曾德尔型磁场传感器,研究了传感器的稳定性和灵敏度等特性。实验结果表明,传感器能够工作在稳定状态,其灵敏度可达280μV /nT。