由于光学检测方法有着非常高的灵敏度和分辨率，因此其在高精度测量，加工中有着非常广泛的应用。本论文的工作主要围绕多参量调制的高灵敏度光学检测方法这一领域展开，主要研究了三种分别利用相位，偏振和波长调制进行高灵敏度光学检测的技术。　　第一部分研究了基于相位检测的激光振动测量技术。提出了新的既能抗光强扰动，又不需要精确控制相位调制深度的相位生成载波解调算法。然后搭建系统验证了新的解调算法提高了实际系统的信噪比。　　第二部分研究了光纤入侵检测系统。首先分析了何种外界扰动能引起保偏光纤的偏振模耦合，以及外界对光纤的压力与偏振模耦合系数之间的关系。然后搭建了基于偏振调制的光纤多入侵事件检测系统。该系统采用非完整式偏振光时域反射计结构，有着系统结构简单，信噪比高，又能探测多入侵事件的发生的优点。　　第三部分研究了波长编码光时域反射计及其应用。提出了基于光开关的新的波长编码光时域反射计系统，其具有测量动态范围大，测量精度高，探测光脉冲功率低，并且对分布布拉格反射激光器的波长调谐速度没有苛刻要求的优点。该系统能够用来对长距离通信光纤断点进行测量，并对波分复用无源光网络健康状况进行实时监测并最后对此进行了验证性的实验。