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光纤传感技术是20世纪70年代伴随着光纤通信技术的发展而迅速发展起来的,以光波为载体,光纤为媒介,感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。分布式光纤传感技术可以在整个光纤长度上对沿光纤分布的环境参量进行连续测量,同时获得被测量的空间分布状态,在民用和军事上具备广泛的应用前景,因此成为目前国内外研究的热点。本论文从长距离、高精度、多信道及信号解调简单等研究角度,针对全分布式、准分布式光纤传感和信息处理技术进行了深入的理论和实验研究,并探讨其应用价值。主要研究成果如下:(1)提出全分布式长程马赫-泽德干涉(MZI)及直流光环路定位两项创新技术,研究直线型和环型结构的两种新型MZI分布式光纤振动传感器,分别适合于长距离管线监测和周界监测,并实现了多点振动的高精度检测和准确定位。(2)提出一种环路反馈型非平衡MZI传感技术。通过无源或有源光纤反馈环路,在MZI中引入多光束干涉。相比传统MZI,其相位检测灵敏度提高2～3个数量级。(3)提出一种连续内刻高密度全同弱布拉格反射周期结构的新型传感光纤以及一种基于时间域和频率(波长)域二维空间数据分析的“光波长时域反射”的创新技术,可同步实现精密传感与准确定位,并由此构建大容量、长距离、精密测量、准确定位的准分布式光纤传感系统。(4)提出一种多信道的温度异常报警传感技术。利用多波长啁啾取样光栅的多信道波长反射特性,每个信道波长对应一个温度监测点,通过波长比对检测,结合时分复用技术实现超温报警与定位位置。这种传感器不需要波长解调,不同位置温度报警阈值可灵活设计,响应速率较高,非常适合于火灾探测报警。(5)提出一种基于线性啁啾光栅(LCFBG)的光波时延调制型光纤传感创新技术。利用LCFBG的线性群延时谱,通过测量单色脉冲光波经过光栅后引起的光时延变化确定待测参量大小。其优点是结构简单,在时域解调信号,从而省去波长解调器。这种传感器单元在准分布式传感中有很好的应用价值。