光纤光栅传感技术近年来的快速发展对复用容量和空间分辨率提出了更高的要求。本文采用布喇格波长相同、反射率仅为0.1%的光纤光栅构建传感网络,降低了同波长光纤光栅间的本质干扰,实现了大容量光纤光栅传感网络的构建。基于光频域反射技术构建了光纤光栅解调系统,通过消除同波长光纤光栅间串扰拍频、补偿激光器调谐非线性和校准激光器调谐速率,实现了大容量、高空间密度光纤光栅传感网络的高精度解调,论文的主要研究内容如下:(1)分析了布喇格光纤光栅传感器的传感原理,包括温度传感和应变传感;研究了在串接式全同光纤光栅阵列中,光谱阴影效应和多重反射效应对复用容量的影响,证明了降低光栅反射率可削弱上述两种效应的影响,并对不同光栅反射率条件下的最大复用容量进行了数值仿真。(2)从位置信息解调和波长信息解调两个方面,分析了解调系统的工作原理;从光路构建、电路设计和算法分析三个方面,设计并实现了基于光频域反射技术的大容量光纤光栅解调系统,实现了光纤光栅传感网络中各个光栅位置信息和波长信息的解调。(3)提出并验证了几种系统性能改进方法,提出了一种消除光栅间串扰拍频对系统解调产生影响的方法,通过加入延时光纤在频域上分离传感拍频信号和串扰拍频信号,通过加入高通滤波器在时域上滤除串扰拍频信号,提高了采样信号信噪比。提出了一种实现激光器调谐非线性补偿的方法,通过倍频算法和重采样算法改进参考光路法,空间分辨率较补偿前提高了10~4倍,并降低了原方法对激光器相干长度性能的要求。提出了一种激光器调谐速度精准测量的方法,利用法布里-珀罗标准具谐振峰间隔恒定的特点,实现调谐速度的精准测量,从而大大提高了系统波长解调精度。(4)为了进一步拓展系统的复用容量,研究了利用波分复用和频分复用混合组建光纤光栅传感网络,实现了单根光纤上包含两组不同波长的600个光纤光栅位置信息和波长信息的同时解调,实验验证了在本系统中不同波长的光纤光栅之间互不影响。