随着工业化和信息化进程加快,越来越多的超级工程相继问世,如大坝、桥梁、轨道等,这些工程的安全健康对社会未来的战略发展极其重要。由于布里渊散射同时对温度和应变敏感,布里渊光时域反射(BOTDR)系统一经提出便被广泛应用于各种大型工程。因此,围绕BOTDR系统进行探究具有重要意义。本文在传统BOTDR系统的基础上,结合扩频调制放大技术和光域解调技术,提出了基于扩频技术的BOTDR系统,具体内容包括:首先,介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感的发展和应用,对布里渊散射产生的原理和相关探测技术进行了分析,并对扩频技术的产生原理和特性进行了阐述,明确了扩频技术的优势。其次,研究了BOTDR系统中的扩频调制放大原理,针对掺铒光纤放大器放大不平衡的问题,通过增加前置激光的方法对其进行了优化,并对优化后的掺铒光纤放大器进行了实验仿真。分析了光域解调原理,并设计了双通型非平衡马赫-曾德尔干涉仪,在OptiSystem中建立了基于双通型非平衡马赫-曾德尔干涉仪的光时域反射系统,分别进行了定位和空间分辨率仿真实验。再次,结合优化后的掺铒光纤放大器和双通型非平衡马赫-曾德尔干涉仪,搭建了基于扩频技术的BOTDR系统,研究了m序列,Gold序列和Kasami序列的产生原理和相关特性,并分别用三种序列进行了定位实验,分析了三种序列在本系统中的表现。最后,搭建了基于m序列扩频的BOTDR系统,该系统以m序列作为扩频调制序列,分别进行了定位实验、空间分辨率实验和温度传感实验。