引力波探测激光干涉仪对四象限探测器性能提出了较高的技术要求。为了提升四象限探测器光斑位置检测精度，搭建四象限探测器相干探测仿真系统，构建位置检测数学模型，分析位置检测精度与系统信噪比、光斑半径和光斑质心位置三个关键参数以及相干混频增益的关系。基于蒙特卡罗仿真方法并采用LabView软件搭建四象限探测器光斑位置检测计算机仿真系统，深入分析系统中高斯光斑产生、光斑质心位置解算以及误差评判三部分主要过程，分析各个关键参数对位置检测精度的影响。仿真结果表明，提升系统信噪比、减小光斑半径以及选取靠近光敏面中心的光斑质心位置可以提高位置检测精度。将仿真结果与理论计算结果进行对比，验证了数学模型的有效性，提升了蒙特卡罗仿真置信度。

提出了一种基于多模法布里-珀罗激光器外调制的移频本地外差检测布里渊光时域反射系统，分析了系统提高光纤受激布里渊散射阈值和移频本地外差检测的原理；推导了系统信噪比的数学表达式，研究了布里渊叠加谱峰功率和谱宽、系统信噪比和频移测量精度与纵模数的关系，以及实现最优测量精度时纵模数与脉冲宽度的关系，得到了相应的拟合公式。结果表明，选用纵模间隔0.141 nm的多模激光器和单纵模峰值功率100 mW、脉冲宽度50 ns的入纤脉冲时，随着纵模数的增加，25 km光纤末端的系统信噪比、温度和应变测量精度均得到了明显提高，且纵模数为20时，系统信噪比相对于单纵模增加11.73 dB，温度和应变测量精度分别达到最佳值3.2 ℃和70.8 με；最佳频移测量精度随脉冲宽度的增大先快速提高，后趋近于恒定值2.9 MHz。