基于相位敏感型光时域反射仪（phase-sensitive optical time domain reflectometer,Φ-OTDR）的光纤分布式声波传感（distributed acoustic sensing,DAS）技术因其传感点密集、灵敏度高、传感距离长等优势而逐渐成为新一代的声波感知技术。DAS技术利用光纤的后向瑞利散射光的相位信息,可对光纤沿线微小扰动信息进行声波信号的探测,从而实时监测沿线外界环境变化,目前已被广泛应用在周界安防、管道安全、石油勘探、地震监测、交通检测等领域。DAS系统性能提升近年来成为了国内外光纤传感领域的研究热点。但现有研究大多着眼于光源、光调制、光放大等光器件性能的提升以及信号解调方法等方面,而对于传感光纤本身的研究几乎是空白。尽管标准单模光纤已被广泛应用于DAS,但如何进一步提升传感光纤的应变灵敏度（增敏）非常值得探索。此外,对于长距离传感（延距）,大部分研究都将重点放在放大技术本身,传感光纤自身的优势没有得到充分发挥。因此,在特种传感光纤本身与光放大技术结合两个方面进行突破或将成为未来发展的趋势之一。本论文针对这两个关键科学问题展开了理论分析、仿真探究和实验验证工作,主要创新性成果总结如下:（1）首次提出并实现了包层软化新概念光纤。从弹性力学和弹光效应角度分析了声压对光纤长度和折射率的影响,得出了应变灵敏度的分析模型和计算公式;仿真分析了光纤各层材料的杨氏模量、厚度、泊松比等因素对应变灵敏度的影响,得出包层杨氏模量和厚度对应变灵敏度影响最大的结论;通过在包层掺磷降低其杨氏模量制备了5种包层软化小直径光纤,实验发现:掺磷浓度与应变灵敏度线性相关,且掺磷浓度越高应变灵敏度越高。作者提出的包层软化新概念光纤具有制作简单、应变灵敏度高的特点,为后续研究更高灵敏度的声波传感光纤提供了新的思路。有关研究成果作者已发表在国际光学权威期刊《Optics Express》上。（2）提出了将超低损耗光纤和掺铒光纤组合以实现长距离DAS的新方法。结合一阶前向拉曼放大及掺铒光纤遥泵放大技术,实验实现了基于超低损耗光纤和掺铒光纤组合的120 km长距离DAS。通过拉曼放大光功率分布模型和掺铒光纤Giles增益模型相结合,仿真探究了超低损耗光纤与掺铒光纤的最佳组合方式;实验确定了掺铒光纤的最佳插入位置,实验结果显示:传感光纤末端信噪比有效提升到31 d B,应变分辨率达到320.8 pε/√Hz。这种特种光纤组合新方法为后续实现更长距离的DAS开辟了新的道路。