随着光纤通信技术的快速发展，光纤传感技术在各行各业也受到研究人员的重视，尤其在危险环境、长距离分布式测量环境下得到广泛应用。本文主要研究以分布式光纤拉曼温度传感技术为基础的分布式拉曼测温系统（Raman Distributed Fiber Temperature Sensing System）优化方案，主要针对系统信噪比以及色散效应进行优化研究。
　　分布式光纤拉曼测温系统为一种基于光纤内后向拉曼散射光温敏效应以及光时域反射定位原理的传感系统。由于系统中后向拉曼散射信号强度较弱造成系统信噪比较低，最终导致系统测量距离以及测量精度受到严重影响。此外，由于分布式拉曼测温系统采用双路散射信号进行信号解调，而不同波长的光在光纤中相对折射率不同，会造成传输速度有所差异，最终导致采集端同一时间获得的两束散射信号来自不同位置，从而影响系统空间分辨率以及测量精度。针对上述问题，本文采用EMD-小波包去噪算法提升信噪比，使用埃尔米特插值算法补偿系统色散效应。具体研究内容如下：
　　(1)对常见的分布式光纤传感系统基本理论进行分析，分别为基于瑞利散射的相位光时域反射原理，基于布里渊散射的布里渊散射原理以及基于拉曼散射的拉曼散射原理。对于本文重点研究的拉曼散射效应，主要分析了其经典的电磁理论，并对经典电磁理论不足以量子理论作为工具对其进行进一步分析。此外，重点分析了光纤中背向拉曼散射信号的温敏效应，并分析了系统中两种解调方案。
　　(2)对分布式拉曼测温系统中主体设计方案进行分析，简要介绍关键器件的参数以及选型原则，并且详细分析了系统主要测量参数。重点分析了系统内噪声来源，并证明在信号较弱时系统内的噪声来源主要为白噪声。此外，对多模光纤内较为严重的色散效应进行了理论分析。
　　(3)针对分布式拉曼系统中信噪比较低以及色散效应。首先理论分析了累加平均算法，得出其信噪比提升规律，并且介绍了累加平均算法在FPGA中的实现方案。然后介绍了小波（包）去噪算法，并且使用C++语言完成小波去噪程序。随后介绍了EMD理论，并且使用EMD-小波结合去噪算法处理信号。最后介绍了埃尔米特插值算法补偿色散效应的可行性。
　　(4)通过总结前述理论以及合适的器件选型，辅以基于Qt5的上位机程序，完成了分布式拉曼测温系统的研制。该系统具体参数如下：测量距离可达10km，测温精度随温度增加而降低，在20~60℃内测温误差不大于0.5℃，而大于70℃时，测温精度在1℃左右。测温范围可达0℃~200℃，单次测量时间小于4.5s。