近年来光纤光栅传感技术在超声波探伤、高速旋转或振动检测等特殊领域受到广泛关注,这对传感系统解调速率提出了更高要求。本文根据色散补偿光纤的色散效应,将光纤光栅的波长漂移变化量转换成时域时延变化量,结合光时域反射技术,实现了准分布式光纤光栅传感系统的高速高精度解调。系统通过引入参考光栅、增加参考通道等修正方法,削弱了色散补偿光纤以及光栅传感网络受环境温度等扰动影响时产生的解调误差,解调时无需提前标定各光栅位置,仅需一个光脉冲即可实现光栅波长与位置信息的高速同步解耦。论文的主要研究内容如下:(1)分析了布拉格光纤光栅传感器的温度以及应变传感原理;研究了目前典型的高速光纤光栅解调方法如傅里叶锁模激光器扫频法、边沿滤波法、非平衡马赫-曾德尔干涉法等方法的原理和优缺点。并对常见色散器件进行了原理分析,给出了光栅波长-时域时间的转换原理。(2)从光路构建、电路设计和寻峰算法优化等方面,设计并实现了基于色散补偿光纤的高速光纤光栅解调系统。通过实验分析各光器件选型及最佳位置,完成光路构建;设计脉冲码型生成电路、半导体光放大器驱动电路、恒温控制电路、光电信号转换电路,完成电路设计;分析常见寻峰算法的优缺点,提出并采用了一种优化后的寻峰算法,完成系统解调算法设计。(3)对基于色散补偿光纤的高速光栅解调原理进行了详细的理论分析与陈述,设计应力实验论证了该方法的可行性。提出并验证了两种系统解调性能的优化改进方法:一方面采用参考光栅法,通过求解传感光栅与参考光栅之间的时间差,削弱了色散补偿光纤受外界温度影响时造成的长度扰动;另一方面增加参考通道,通过两组通道获得两项波长与时间差的方程,联立方程求解,削弱了准分布式光栅传感网络受外界环境影响时产生的扰动。(4)对优化后的高速解调系统进行了可行性论证、解调精度分析以及稳定性测试,实验结果表明解调出的光纤光栅波长线性度好,解调速度可高达至1MHz,经10次平均后在100kHz解调速率下线性度可达0.9998,解调精度约为8.8pm,稳定度约7.2pm。