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BOTDR技术的全称为布里渊光时域反射技术,是一种利用光纤中的后向自发布里渊散射信号进行传感的全分布式光纤传感技术。通过分析探测器探测到的后向自发布里渊散射光的光谱信息,就可以获得光纤沿线的温度或者应变分布,从而实现分布式传感。BOTDR传感技术的主要优势在于只需单端测量和可用于测量断点,因此在大坝、公路、桥梁、油气管道、海底光缆等大型结构的健康监测之中有着较为广阔的应用前景。在BOTDR系统中使用编码脉冲光作为探测脉冲,可以在保持系统空间分辨率的同时提高系统的信噪比,大大延长了系统的传感距离。但是,这种基于编码的BOTDR系统存在几点不足。第一,由于自发布里渊散射信号比较弱,需要对注入光纤的编码脉冲光进行功率放大,以获得较高的信噪比,但是掺铒光纤放大器(EDFA)瞬态效应的存在会导致放大后的编码脉冲光功率不再平坦,因此解码获得的频谱存在误差。第二,基于编码的BOTDR系统普遍采用频率扫描的方法获得频谱,所需的测量时间较长,因此难以对光纤状态进行快速传感测量。针对上述基于编码的BOTDR系统的不足,本文通过改进传统基于编码的BOTDR系统,分别提出了一种方案,来克服这两点不足。1.从EDFA的放大原理出发,研究了 EDFA的瞬态效应导致放大后的编码脉冲光功率不再平坦的机理,据此提出了一种用于产生功率平坦编码脉冲光的预消耗双波长脉冲光的方法,并且分别从模拟和实验两个方面验证了这种方法的可行性。在实验上,对功率平坦的编码脉冲光和功率不平坦的编码脉冲光在基于编码的BOTDR系统中测量布里渊频移改变量准确度方面进行了对比,验证了预消耗双波长脉冲光的方法产生的功率平坦编码脉冲光在测量布里渊频移准确度上的优势。2.针对系统测量时间较长这一缺点,提出了将快速傅里叶变换方法应用于基于编码的BOTDR系统中,设计出一种基于快速傅里叶变换和编码技术的BOTDR系统,并给出了完整的自发布里渊散射相干信号的采集以及数据处理的实现方案。之后进行了基于快速傅里叶变换和编码技术的BOTDR实验系统的搭建,并在实验过程中完成了信号的采集以及后续的数据处理,最终在1Okm的传感光纤上获得了2m的空间分辨率和0.37MHz的布里渊频移测量精度,并且使得系统测量时间在理论上缩短了数十倍。