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摘要:基于布里渊散射原理的光纤传感技术是一种新型和前沿的分布式光纤传感技术,该技术具有传感距离长、空间分辨率和测量精度高等优点,并且可进行温度和应变的同时测量,因此成为了光纤传感领域的研究热点。本论文以光纤中的布里渊散射为背景知识,在深入学习了基于布里渊散射的光纤传感技术的基础上,着重进行了基于布里渊散射的分布式光纤温度传感器的关键技术的研究,主要内容为:分析了光纤中自发布里渊散射及布里渊散射谱的特性,从理论上研究了布里渊频移和布里渊功率随温度及应力的变化情况。详细介绍了几种不同的基于布里渊散射的光纤传感器的原理特点及应用,包括BOTDR、BTODA、BOFDA,并重点分析了与本课题相关的基于BOTDR的分布式光纤传感系统,包括系统原理、主要参数、性能指标以及国内外在改进性能方面的进展。针对基于直接检测BOTDR系统结构简单、成本低廉的特点,提出了将基于VIPA的高分辨率的光学滤波器应用到光纤布里渊传感器,重点分析了VIPA滤波器的特性,对其做了计算机仿真,并分析了厚度及入射角对其滤波特性的影响。详细论述了用于光纤传感的光电探测器的设计,包括原理、设计方法、提高灵敏度的措施等;以自外差相干检测BOTDR传感实验为基础,分析了布里渊频移与温度的应变关系;设计了基于VIPA滤波器直接检测的BOTDR光纤温度传感系统,介绍了系统中的几个关键部分的功能及选择方法,并给出了实验结果。