提出一种借助机器学习算法从信号非完整信息提取待测参量的方法，该方法以只包含信号部分信息的功率谱幅度数据取代包含脉冲幅度和相位全部信息的数据来完成参量提取，克服了复杂光信号相位信息测量困难的问题。通过模拟仿真，验证了使用机器学习算法实现从脉冲演化提取传输介质参量信息的能力以及利用缺失相位信息的脉冲功率谱实现光纤多参量探测的可行性。仿真结果表明，采用适当的机器学习算法，所提方法的均方误差可控制在0.3%以内。

针对光纤传感器的现状，简单介绍了分布式以及准分布式光纤传感器的特点、优势及应用领域，在此基础上列举了国内外在单参数与多参数技术要求下的最新研究成果，并对单参数分布式光纤传感器和多参数准分布式光纤传感器在改善光源、光纤结构及解调技术方面的研究进行了对比分析，最后对其未来发展趋势进行了展望。

This paper reviews the recent advances on the high-performance distributed Brillouin optical fiber sensing, which include the conventional distributed Brillouin optical fiber sensing based on backward stimulated Brillouin scattering and two other novel distributed sensing mechanisms based on Brillouin dynamic grating and forward stimulated Brillouin scattering, respectively. As for the conventional distributed Brillouin optical fiber sensing, the spatial resolution has been improved from meter to centimeter in the time-domain scheme and to millimeter in the correlation-domain scheme, respectively; the measurement time has been reduced from minute to millisecond and even to microsecond; the sensing range has reached more than 100 km. Brillouin dynamic grating can be used to measure the birefringence of a polarization-maintaining fiber, which has been explored to realize distributed measurement of temperature, strain, salinity, static pressure, and transverse pressure. More recently, forward stimulated Brillouin scattering has gained considerable interest because of its capacity to detect mechanical features of materials surrounding the optical fiber, and remarkable works using ingenious schemes have managed to realize distributed measurement, which opens a brand-new way to achieve position-resolved substance identification.

分布式光纤传感系统利用光纤既能传感又能传输信号的特性实现对光纤沿线振动、应变、温度等物理量的长距离连续测量，在周界安防、电网管道监控、大型结构健康监测等领域具有十分广阔的应用前景。上述的实际应用中，事件或故障的发生通常表现为振动、应变以及温度等物理量的改变，振动的探测频响高低、应变探测的动态响应能力以及多参数的同时测量都会影响事件的定位或预警。因此，振动的宽频测量、应变的动态测量以及多参数测量，对事件定位和信息完整捕获起着至关重要的作用，能够推动分布式光纤传感的应用发展。本文介绍了近年来在分布式光纤传感系统中，基于瑞利散射的宽频振动测量、基于布里渊散射的应变动态测量以及基于多散射的多参数测量取得的研究进展。

为了解决光纤光栅传感器同时测量多个参量的难题，结合锥形光纤技术和光纤光栅技术，设计了一款新型双锥形光纤光栅。采用传输矩阵法，借助二层和三层单模光纤纤芯基模有效折射率的色散方程及标量有限元法理论建模，数值分析了均匀腐蚀区直径为3 μm时双锥形光纤光栅的反射谱特性。采用氢氟酸渐变腐蚀法实验制备了双锥形光纤光栅，均匀腐蚀区直径为3 μm时，呈现12个反射峰，2个主峰和10个次峰，与理论分析结果基本吻合。同时选取其中3个反射峰测量了温度、折射率和液位，同步测量灵敏度分别为9.63 nm/℃、1975.96 nm/RIU、26.07 nm/cm。双锥形光纤光栅制作简单，作为传感器可同时测量多个参量，不但能有效降低成本，还能拓宽光纤光栅传感器的设计思路。

光刻机光瞳整形普遍采用衍射光学元件(DOE)来产生各种照明模式。针对其光学特性的检测需求，提出了一种光刻机光瞳整形DOE远场多参数检测方法。该方法通过对远场光强分布进行转换，可同时获得DOE远场衍射图样的极平衡性、极张角、极方位角、半孔径角和径向光强分布等多种光学特性参数。实验中，对国外加工的产生四极照明模式的DOE进行了远场多参数检测与分析，结果表明该方法可以满足光刻机光瞳整形DOE的检测要求。