光时域反射仪(OTDR),现代光纤传输线路故障检测的主要工具,采用脉冲光作为探测信号,通过测量故障位置反射光往返传输的时间,计算得到故障的距离信息。但是,该测量方法的空间分辨率随动态范围的增加而降低,且故障的定位仅通过距离信息的测量得到,实际位置的查找需要引入二次辅助测量。特别是在面向非完全裸露光纤的故障检测时,故障位置的二次测量增加了检测成本和人力物力的投入。实验研究发现,基于红光半导体激光器光反馈的实验装置可以产生可见混沌激光,利用可见混沌激光作为探测光源可以同时实现故障位置的高精度距离测量和可视化位置查找。所以,具有同时实现光纤故障距离信息测量和可视化位置查找于一体的混沌光时域反射技术,特别是在面向中长距离故障检测方面的应用,如基于FTTx[光纤到路边(FTTC)、光纤到楼(FTTB)、光纤到户(FTTH)等]具有很大的发展前景。本文我们基于理论和实验的方法,围绕利用红光半导体激光器产生可见混沌激光的动态特性研究和利用可见混沌激光实现光纤故障可测可视化定位两个方面,主要进行了以下工作：1.理论分析了光反馈红光半导体激光器的动态特性。通过数值模拟的方法研究了：当光反馈半导体激光器的偏执电流和外腔长度不变时,随着外部反馈光强度的增加,半导体激光器的输出从稳态进入混沌的路径；从时序、相图和频谱三个方面,对不同输出状态进行了比较；2.实验研究了红光半导体激光器在驱动电流和外腔长度固定时,改变外部反馈光强度引起的激光器输出变化；研究了激光器输出从稳态进入混沌的倍周期路径,以及各状态的时序、频谱、相图和自相关特性；3.对红光混沌的自相关特性进行了实验研究,根据混沌互相关法测量对探测光源的要求,选取合适的红光混沌区间；4.利用光反馈红光半导体激光器产生的可见混沌激光实验实现光纤故障可测可视化检测,并从测量分辨率和动态范围两个方面对该方法的测量性能进行了分析；研究并提出了进一步改善测量性能的方法。