光频域反射技术作为一种新兴的干涉型传感技术,通过对光纤中背向瑞利散射的探测实现分布式光纤传感。与传统的光时域反射技术(OTDR)相比,光频域反射技术具有高信噪比、高空间分辨率和高灵敏度等优势。因此,这一技术在近些年中得到了广泛运用。但目前OFDR方法在长距离光纤链路信号的空间分辨率以及物理量的传感精度上还存在一些不足,对其未来的发展前景产生了消极的影响。针对上述OFDR中技术存在的一些问题,本文提出了相应的改进方案,包括光源的非线性调谐的补偿,基于光纤背向瑞利散射的传感方法等,通过理论分析和实验验证,这些新的方法都能够实现对光频域反射相关技术指标的提升。此外,本文还提出了可以实现光频域反射多参量分布式传感的仪器制作方案,为光频域反射技术进入实际应用领域提出了可行的技术手段。本文的开展主要工作如下:(一)通过对光源非线性调谐的基本原理的分析,建立外时钟采样技术的误差理论模型,推算出外时钟采样技术的采样误差表达式。同时,提出一种全新的算法对外时钟的采样误差进行实时测量,并结合理论公式对采样误差的影响因素逐一分析,通过优化相关参数,实现光频域反射技术的分辨率指标及传感定位精度的提升。此外,基于外时钟采样误差的分析结果,提出“软件时钟”的补偿方案,也可以同样实现光频域反射技术对应性能指标的提升。(二)基于光纤中瑞利背向散射信号的产生原理,并结合前人相关的理论工作,从实际应用的角度提出了连续分布式应变检测的方法,并推算出相关的理论公式。实验结果表明,这种方法可以实现100m量程范围内的全光纤分布式应变检测。其应变传感灵敏度为3με,空间定位精度达到20cm。(三)根据相关的理论研究,本文提出了基于光频域反射技术的多参量分布式传感的仪器制作方法。该仪器综合运用了光学、机械结构设计、计算机程序编写和系统综合开发等相关技术,可以实现温度、应变、磁场、电流等相关物理量的分布式传感。