目前,分布式光纤传感技术已在国内外做了大量的研究,并在地下隧道、航空航天等安全监测领域得到了广泛应用。由于分布式光纤传感技术是以光纤作为传感元件和传输元件,因此可以实现整个光纤长度上不同位置的温度和应变测量。相比其它传感技术,基于布里渊散射的分布式光纤传感具有空间分辨率高、传感距离长等优点,具有很好的应用前景,得到了广泛的关注。混沌激光具有类噪声、宽频谱以及相干长度短的特性,本文创新地将其作为分布式光纤传感系统的探测信号,首次提出了混沌布里渊光相关域分析(BOCDA)技术。由于基于混沌激光的BOCDA系统的空间分辨率只取决于混沌激光的相干长度,因此可以在保证高空间分辨率的前提下,极大地提高分布式光纤传感的传感距离,从而有效地解决了传统相关域系统中具有模糊距离的问题。本文的主要研究内容包括:(1)理论分析了混沌激光的产生机理以及混沌激光含有时延特征信号的原因。混沌激光时延特征信号对混沌BOCDA系统的传感性能有一定的影响,会加大混沌布里渊增益谱的背景噪声。因此,理论分析和实验证明通过调节混沌半导体激光器的偏置电流和反馈强度可以在一定的范围内有效抑制混沌激光的时延特征信号,进而可以优化混沌BOCDA系统的传感性能。最终,利用优化的混沌BOCDA系统,在3.2 km的传感光纤上得到了7.4 cm的空间分辨率,同时实验获得了1.23 MHz/℃的温度系数以及±1.2MHz的不确定度。(2)在基于混沌BOCDA的分布式光纤传感实验中发现,混沌激光的时延特征信号对系统的传感性能有较大的影响,因此,进一步提出了利用光纤的布里渊散射作用来抑制混沌激光的时延特征信号。结果表明:当注入混沌激光的平均功率在400-1500 mW的范围时,混沌激光的时延特征可以被0.5 km、2 km、4.5 km或6 km长度的G.652和G.655型号的光纤显著抑制。同时在50次的测量过程中,时延特征信号的抑制具有非常稳定的效果。