本文对基于受激布里渊散射(SBS)的分布式光纤传感器性能的提高做出了贡献。基于光纤中布里渊散射的分布式光纤传感器可以测量沿着传感光纤的温度和应变的变化。目前的研究主要集中在提高长距离布里渊光时域分析(BOTDA)传感器的空间分辨率。本研究研制了一种新型分布式长距离高空间分辨率的布里渊探测仪,能够检测长距离传感上的厘米级干扰。提出了基于差分脉冲对DPP-BOTDA技术双峰布里渊增益谱(BGS),并进行了理论研究,数值模拟和实验验证。在基本的BOTDA传感中,空间分辨率是一个重要的参数,因为它表示传感器最小可探测的扰动长度。对于标准的BOTDA传感器,空间分辨率由泵浦脉冲的宽度决定,这个脉冲的宽度受到声学声子寿命(10-ns)的限制,相当于1m的空间分辨率。而对于短于10-ns的泵浦脉冲持续时间,布里渊增益谱会变宽。第二个特性会对测量精度造成损害,因为在估计增益谱的中心频率时会导致频率分辨率差。同时,对于比10-ns短得多的脉冲,增益谱宽趋于布里渊自然线宽(30 MHz)。对于传统的BOTDA传感器,当空间分辨率足够高以解决给定的扰动时,所产生的BGS具有单峰波形。对BGS峰值频率表示相应传感位置的平均布里渊频移(BFS),估算峰值频率的过程可通过洛伦兹拟合函数或高斯拟合函数来简单完成。而在其他地方,如果所需检测的扰动长度比由脉冲宽度限定的传感器的空间分辨率短得多,则所测量的BGS具有两个或者甚至多个峰值。主峰表示传感光纤的信号分量,次峰表示扰动下的分段的信号分量。BGS展宽的这个特征长时间以来被认为是限制传感器空间分辨率的一个重要因素,因为它使得频谱中心频率的确定变得困难。通过调研频谱失真导致频率误差的原因,我们发现,由于空间分辨率是由泵浦脉冲的长度定义的,任何布里渊信号的样本包含探测段的本征空间信息。因此,BGS中出现多个峰值表明相应的信号样本涉及多个频率分量。本文只关注BGS出现两个峰值的情况。通过数值模拟我们发现,当两个峰值之间的频率差远大于主BGS的带宽时,可以检测到比由脉冲宽度定义的空间分辨率短得多的部分。因此提出了基于DPP-BOTDA的双峰BGS,用于提高分布式布里渊传感器的空间分辨率。采用了两种具有大布里渊频移(BFS)差的单模光纤(SMF)。我们的技术可实现具有亚空间分辨率事件检测能力的温度和应变布里渊传感器。为说明本文传感器的独特特性,我们通过数值模拟,使用50cm的空间分辨率的DPP-BOTDA传感器,实现了在16m单模光纤上5cm扰动段的探测。然后通过实验来验证理论原理,通过在40m长SMF光纤的远端插入另一种类型单模光纤长度为50cm,20cm,10cm和5cm的4个短段来验证该概念。主光纤的平均BFS为10.83GHz,插入光纤的平均BFS为10.68 GHz,相较于主传感光纤有152 MHz的频率差。证明了新型分布式传感方法的远程测量和多事件检测能力。通过使用50cm空间分辨率,位于6km长的SMF光纤的远端的20cm,10cm和5cm的扰动长度可以成功地同时检测到。此外,实现了24km长单模光纤远端5cm热点的探测,温度精度为0.5°C,采样率为1 GS/s,相当于10cm/点。除了多重事件检测功能之外,这里提出的布里渊探测器还具有解决BOTDA系统中空间分辨率与泵浦脉冲宽度之间的优点。因此,该技术的一些特征使其成为检测引起大频移的事件的良好候选者。然而,通过在重要的探测位置使用另一种与主光纤存在较大布里渊频差的光纤,该系统也能对引起小频移的事件变得敏感。双峰BGS技术由于采用与传统BOTDA类似的实验装置来实现,因此装置简单且成本效益高。应该指出的是,想要分辨两个连续的小尺度扰动,它们之间的间隔必须不小于空间分辨率所对应的空间距离。另外,本文研究了光束在光纤中传播时发生的不同形式的光散射,并在文中有详细的描述。另外,为了更好地理解光纤中的光散射现象简化了理论方法,提出了光纤中SBS过程的基本理论方程,定义了BGS的主要特征线宽和中心频率。最后通过简单描述延长感应距离的主要可用方法,提出了长距离和高空间分辨率感应的最新技术。