荧光光纤温度传感器是现代光纤传感技术领域研究的热点之一。许多测温场合条件特殊,对温度的测量可能造成一些实际的困难,在寻求温度传感器的其它替代手段的所有研究活动中,荧光光纤温度传感器以其抗电磁干扰、体积小、传输损耗低、耐腐蚀等优点正日益受到重视。为了提高测温系统的精度和稳定性,本文从传感环节、数据处理算法及检测电路设计三个方面,对基于荧光寿命的光纤测温系统进行了优化设计。实验研究发现荧光余辉不是指数变化,荧光寿命与荧光强度有关,表现为激励光源强度、光传输效率、通道放大倍数等影响测量结果。深入分析荧光发光机理,找出非指数化的根本原因,指出了实际荧光余辉偏离指数的程度与光谱形状有关。提出了一种以图解为基础的截断归一化法,比较不同余辉截断归一化曲线族的疏密程度,可直观判定非指数程度的大小。仿真分析了4种常用的应用于单指数模型的荧光余辉曲线的数据处理方法:最小二乘法、积分面积比值法、1-m法和FFT。为了与所建立的数学模型相匹配,引入了较适合应用于多指数模型的prony法,并通过仿真分析,指出Prony法在处理多指数余辉模型上的潜力。在检测电路的优化设计中,着重分析了光电器件的线性化、放大器的频带以及噪声与干扰抑制等问题。搭建了实验系统,通过温度测量实验,验证了上述分析的正确性。