本文综述了布里渊分布式光纤传感技术的研究现状,论述了光纤中的布里渊散射及其特征参数,研究了布里渊频移与光纤温度和应变的对应关系,根据布里渊光时域分析(BOTDA)系统中布里渊频移的温度和应变交叉敏感特性,总结了三种同时实现温度和应变测量的方法。根据受激布里渊散射(SBS)的作用机理,分析了其稳态耦合波方程和瞬态耦合波方程。介绍了偏振光相关基本理论,在理论分析电光调制器(EOM)的内部结构、输入输出关系数学表达式及其偏振相关特性的基础上,设计了BOTDA中EOM输入光的偏振控制系统。推导了挤压光纤型偏振控制器光偏振态的输入输出关系数学表达式,建立了EOM输入光自适应偏振控制系统数学模型;理论分析了PID工业控制算法并首次提出将其应用于偏振控制系统中,并选择了其参数整定方法,设计并编写了PID偏振控制算法程序,搭建了基于LabVIEW的偏振控制系统软件平台;搭建了基于数据采集与控制的偏振控制系统硬件平台。理论分析并实验验证了该方法的可行性。实验结果表明,基于该方法设计的控制系统不仅能实时监测EOM输出光功率,而且能保持其输出光功率最大;与激光器和EOM输入端直接用保偏光纤连接时相比,PID偏振控制下EOM输出平均功率提高了3.08 dB,PD输出电压标准差由0.1214降至1.2375×10-4,稳定控制状态下偏振态矫正时间在ms量级,满足BOTDA的偏振控制系统要求。分析了脉冲预泵浦BOTDA传感系统原理,利用差分增益法对脉冲预泵浦BOTDA的瞬态耦合波方程进行解析,并对传感系统进行了设计。