激光器的不稳定性是一个普遍现象,而混沌是激光器不稳定性的一个重要特例.由于混沌激光信号的波形不可预测性和超宽带特性,利用混沌激光作为探测信号实现目标探测的混沌激光相关测距技术具有极高距离分辨率和良好的抗干扰能力,在混沌激光相关测距雷达以及传输线故障定位中具有极大的发展前景.本文介绍了将混沌激光测距技术用于自由空间、光纤和电缆故障检测方面的研究结果.首先,所研制的混沌激光测距雷达原理性样机,实现了量程为150 m,空间分辨率为0.18 cm的抗干扰激光测距.其次,将这一技术延伸至光纤故障检测领域,提出了混沌光时域反射仪,为密集分布光纤网络提供了一种高精度、无盲区、大范围的断点检测技术；并利用波长可调谐的混沌激光实现了波分复用无源光网络的断点检测.最后,依据光、电时域反射技术原理和实现方法的相似性,将这一技术拓展至电缆故障检测领域,实现了电缆断点的高精度定位.结果表明,利用宽谱混沌信号不仅可以实现电缆高分辨率检测,还能够充分利用未被电缆传输信号所占据的频带,实现低功率、超低干扰的在线检测.