研究了一种使用2×2耦合器将附加环耦合到萨格奈克主环上的分布式光纤传感预警系统.采用单模光纤和脉冲光源，在时域上提取光不同次经过附加环的干涉光束多重响应.理论推导和仿真试验证明，比较多重响应的幅度能够探测发生在主环里因外界破坏事件引起的振动所在位置.提出了准确定位的数学模型，其定位方法与外界作用的频率特性无关.

针对光纤某些点处布里渊背向散射光谱的测量数据出现多峰的情况,提出采用区间划分和基于最小二乘的非线性回归方法对采集到的布里渊背散光谱进行处理.该方法不仅可以拟合单峰布里渊背散光功率数据,而且可以自动识别多峰数据并分别对几个峰进行拟合,使得计算结果能更准确反应光纤沿线的应变情况.实验结果证实了算法的有效性和可行性.

利用3×3耦合器解调算法实现对光纤沿线破坏行为的探测及预警.在确定破坏行为发生的基础上，通过将光源切换为窄带光源，使Mach-Zehnder干涉系统工作.利用互相关方法实现对破坏行为的精确定位.详细介绍并分析了该方法的系统光路和探测定位原理.

综述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术最新进展。介绍了其测量原理和研究现状;阐述了该领域目前的热点研究问题,包括空间分辨率提高、解决多参量测量的交叉敏感问题、消偏振衰落提高测量精度等;比较了各种解决方案的利弊;展望了今后的发展方向。

布里渊光时域反射计检测信号较微弱的自发布里渊散射光,其布里渊频移只有11 GHz左右。相干检测是一较好的方法,但其接收信号是一宽带的幅度调制信号,难以直接解调。采用实时小波变换对传感信号进行处理,设计了布里渊光时域反射计传感器实验系统,实现了25 km的分布式温度传感,在5 m的空间分辨率和1 min的响应时间下,达到40 με的 应变分辨率。

介绍了基于布里渊分布式光纤传感器的进展和发展趋势，以及应用后向布里渊散射测量光纤温度/应变的基本原理。介绍了基于光时域反射仪发展起来的BOTDR(布里渊光时域反射)、BOTDA(布里渊光时域分析)及BOFDA(布里渊光频域分析)分布式光纤传感器的原理及各种实施方案，并指出还存在的问题。

基于脉冲抽运的布里渊光时域反射计技术具有米数量级的空间分辩力。为了分析在其空间分辨力范围内的应变梯度增加对布里渊谱测量的影响,建立了后向布里渊散射谱与应变梯度的函数关系。数值分析结果表明应变梯度增大,不仅使布里渊频移随之线性增大,也会使后向布里渊散射谱峰值非线性降低,谱峰变得平坦。空间分辨力10 m的100 με/m应变梯度相对于零应变梯度,引起的布里渊频移测量误差增加2.04倍。传感光纤固定于悬臂梁上以模拟不同应变梯度,采用对频宽小于1 MHz的激光脉冲调制和基于相干平衡检测的布里渊光时域反射计系统,实验测得了沿传感光纤的后向布里渊散射谱数据和应变分布。布里渊谱数据经最小二乘法拟合后,得到的不同应变梯度的谱曲线变化与理论分析相吻合。