偏振光时域反射技术(POTDR)利用光波在光纤中传播时偏振态对外界变化敏感的特点,能实现对光纤沿线弯曲、振动、挤压等事件的传感,具有灵敏度高、结构简单、价格便宜、抗电磁十扰能力强等优点,在周界安防、扰动监测、振动传感、光纤PMD测量等领域有着广泛应用。但目前实验室中POTDR仍处于独立器件混搭的阶段,仪器化水平低、便携性差,且缺乏集成化的上位机软件对传感系统进行仪器控制、数据采集、信号分析和存储。本文基于现状,旨在设计一种仪器化的POTDR,整体组装结构为机箱,并设计配套上位机软件,实现测量、采集、分析、传感、存储一体化。此外,本文还提出了一种能提高POTDR机箱抗干扰能力的方法,并针对该方法设计实验验证了其可行性。文章工作包括两方面:(1)结合实际情况,设计POTDR光路,选择核心器件,以现有4U机箱为基础进行改造,通过SolidWorks软件设计模具,将传感、采集、处理模块集成安装,大大提高了 POTDR系统的仪器化程度和整体便携性;结合硬件设计与实际需求,设计了 POTDR上位机软件,具有界面友好、功能完善等优点,上位机软件能控制脉冲光源与采集卡,并对器件的输入参数进行设置,上位机从采集卡接收到传感信号后,通过数据处理后可以将用户感兴趣的一些传感信息反馈出来(例如在检测扰动时扰动发生的时间、位置等)。仪器化组装后的POTDR系统软硬件在进行测试时,工作状态正常,性能良好,可以达到预期的指标。(2)结合仪器化设计的情况,提出了一种能提高POTDR系统连接光纤抗干扰能力的方法与系统,并通过原理分析与实验验证了其可行性。这种抗干扰的POTDR结构能保证系统的连接光纤和器件尾纤的扰动不影响传感光纤的散射光偏振态,能大大提高POTDR系统的抗干扰能力。该结构通过耦合器复用还可以用于多区域的传感测量,与POTDR测多点扰动的技术相结合,在多区域传感方面具有广阔的应用前景。