随着光纤传感技术的快速发展,人们对传感性能的要求不断增加。基于相干光时域反射的光纤传感技术具有高灵敏度、高分辨率、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,因此该技术开始得到研究人员的重视。相干光时域反射传感技术在国防,安保,环境监测等关键领域获得广泛应用。本文开展基于相干光时域反射技术的分布式光纤传感机理与关键技术研究,主要研究内容如下:(1)分析了不同类别的分布式光纤传感技术,并简要介绍了它们的传感原理和发展现状,以及它们在不同领域的应用前景。(2)概述了相干光时域反射技术的基本原理,对光在光纤中后向散射光强度的变化情况进行了理论分析与推导,将光纤故障所引起不同物理量变化的传感机制与后向散射光相位变化结合,得出相干光时域反射技术机理。(3)提出了一种基于正交相位检测的近零差相干检测方法。该方法利用90°混频器进行相干解调,可在发射脉冲信号带宽内进行信号检测,显著提高系统接收信噪比和灵敏度。本文设计基于相干光时域反射技术的分布式光纤传感系统,并初步验证了系统运行可行性,预期可提高故障的定位精度并降低系统的误报率。(4)根据光纤光栅激光器的结构与原理设计并制作了输出波长为1540nm的单频脉冲光纤激光器。利用高浓度的掺铒光纤作为有源介质,0.1nm带宽的布拉格光栅作为谐振腔,单模光纤耦合的半导体激光器作为泵浦源共同构成DBR光纤激光器,获得了自调Q脉冲激光输出,并对其输出特性进行测试。对本振激光器的强度噪声和降噪方法展开了分析。