保偏光纤是一种特殊的单模光纤,能够保持沿其主轴传播的线偏光的偏振态不发生变化。白光干涉法是一种有效的检测保偏光纤分布式偏振耦合的方法。基于白光干涉原理构建保偏光纤分布式偏振耦合测试系统,能够测量保偏光纤偏振消光比、拍长、色散等参数。保偏光纤分布式偏振耦合测试系统可分为空间光式和全光纤式两种,空间光式系统光路易于调节,全光纤式系统量程易于扩展。两类系统都具有多阶耦合效应,且测试信号信噪比有待提高。本文从消除多阶耦合点效应、降低振动扰动增强系统鲁棒性、变分模态分解法降噪、扩展系统量程等方面开展测试系统性能优化和信号处理研究。本文创新性工作具体如下:1.针对多阶耦合点使偏振耦合测量精度下降的问题,分析了保偏光纤中多阶耦合点的产生机理,提出了二阶伪耦合点的消除方法。基于琼斯矩阵分析确定了当保偏光纤中有N个本征耦合点时,二阶伪耦合点的数量为CN~2,给出了保偏光纤中有3个扰动点时,本征耦合点及伪耦合点的耦合强度大小。通过使用电控光纤延迟线（MDL）,调节保偏光纤快轴传播模式和慢轴传播模式的光程差,从而消除二阶伪耦合点;2.针对全光纤式麦克尔逊干涉系统产生的干涉信号直流项波动问题,构建了可调光学延迟线振动扰动的数学模型,提出分组平均的方法降低干涉信号振动扰动。原始干涉信号数据标准差为0.00351,处理后信号标准差为0.00029,缩小了12倍,极大提高了数据的平稳性;3.提出基于变分模态分解（VMD）的方法提取分布式偏振耦合检测中的弱耦合点,VMD的方法能够降噪高达18d B,将完全淹没在系统本底噪声中的耦合点提取出。通过仿真和实验,将VMD与经验模态分解（EMD）、聚合经验模态分解（EEMD）提取效果对比,结果表明VMD运算结果优于EMD和EEMD;4.针对白光干涉系统（WLI）量程受限于MDL扫描距离的问题,采用多段补偿光纤阶跃固定延时与MDL连续可调延时相结合的方案,扩展系统扫描范围。在迈克尔逊干涉仪固定臂加入3d B耦合器,在移动臂依次加入长度递增的补偿光纤,MDL多次扫描,实现长光纤逐段测量。以校准模式下产生的周期性干涉信号为依据,对测量模式数据进行拼接,实现了对10km保偏光纤的测量,耦合点空间分辨率为24μm。