近年来,布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time Domain Analysis, BOTDA)作为一项应用在长距离上的分布式光纤传感技术,可以用于任意位置上的温度和应变测量。因为其独特的优势,BOTDA技术被广泛地应用在大型工程设施的结构健康诊断上。为了进一步提高BOTDA在长距离测量过程中的信噪比,本文采用了基于差分放大的方法,来改进BOTDA传感系统。介绍了布里渊散射形成的物理过程,以及BOTDA技术的传感机制,研究了直接探测与相干探测的信噪比,分析了直接探测和相干探测BOTDA系统的噪声来源。并且,针对使用对数检波器的单边带调制相干探测BOTDA系统在样机集成的过程中,由于数据采集卡性能限制而产生的较大量化噪声的问题,采用了差分放大的方法,用来减小该量化噪声,提高传感系统的信噪比。该方法使用一个频率可调的微波信号和另外一个频率固定的微波信号来调制光源发出的激光,这两个微波信号的功率相同,被调制的光信号分别作为探测光和参考光。其中,探测光的频率在布里渊增益范围内扫描,而参考光的频率在布里渊增益范围之外。因此,只有探测光和本振光之间的拍频信号携带布里渊增益信息,而参考光和本振光之间的拍频信号不具有布里渊增益。然后,在经过降频之后,参考光和探测光的功率由两个对数检波器分别探测得到。将探测得到的两路信号送入差分放大器中,就可以消除多余的直流信号,并且布里渊信号被放大。同时,为了证实这种差分放大方法的有效性,又采用对比实验的方法对其进行了验证。此外,为了提升BOTDA系统在实际测量温度和应变时的运行效率,使该传感系统向着产业化方向发展,我们研究和探讨了 BOTDA系统实现自动控制所需的相关技术方法,并且在LabVIEW环境下编写了一套上位机软件系统以实现上述功能。该软件系统实现了对BOTDA系统各个模块的综合控制、对采集到的数据的存储和处理。此外,我们还添加了对测量结果和警报的显示功能。