本文阐述了布里渊分布式光纤传感技术的研究现状,论述了布里渊散射基本理论,分析了布里渊频移和强度与温度和应变的关系;分析了用于分布式温度和应变同时测量的BOTDR传感方案,并对光发射子系统、光电检测与下变频器子系统和信号采集与处理子系统进行了研究与设计。为了研究基于多模FP激光器的BOTDR系统的传感性能,分析了多模FP激光器的特性;分析了光纤的非线性效应,包括采用单模光源和多模光源时的SBS阈值、SPM和FWM;对布里渊散射谱的波长依赖性做了研究;分析了多模FP激光器的多个纵模布里渊散射谱的频移与叠加情况,并对多模光源产生的布里渊散射叠加谱的谱峰功率和谱宽与纵模数的关系做了分析研究。本文分析了基于多模FP激光器外调制和本地外差的BOTDR系统,基于相干检测理论,研究了一种基于多模FP激光器外调制和瑞利与布里渊自外差的BOTDR系统。深入研究了本地外差检测和瑞利与布里渊自外差检测原理,推导了两种系统的信噪比,并对两种系统进行建模仿真。结果表明,选用纵模间隔为0.141 nm的多模FP激光器时,随着纵模数的增加,长度为25 km的光纤末端获得的系统信噪比、温度和应变测量精度均得到了较大地提高,且与纵模数均呈非线性关系。当采用本地外差BOTDR系统时,叠加平均次数为216次时,纵模数为19时系统获得最佳温度和应变测量精度2.04℃和46.23??,相应的信噪比为44.07 dB;当采用自外差BOTDR系统时,叠加平均次数106次时,纵模数为19时系统获得最佳温度和应变测量精度3.81℃和86.69??,相应的信噪比为33.15 d B。