BOTDA分布式光纤传感器具有传感距离远、测量精度高,温度和应变同时测量等优点,是目前国内外研究的一个热点,在大型建筑物、石油管道、通信系统、电力系统等的安全监测和事故预警有着重要的应用前景。但是受相关器件和技术的制约,BOTDA分布式光纤传感技术还不能完全满足实际工程的需要,如高速布里渊散射信号探测与采集处理便是其中一项急需解决的关键技术。因此本文在BOTDA分布式光纤传感器实际需要的基础上,设计了高速数据采集系统。本文根据BOTDA系统的性能指标确定高速数据采集系统的设计方案,以ADC+FPGA+USB3.0为架构,实现高速布里渊散射信号的探测、采集、处理等。为了实现高速布里渊散射信号的探测,设计了光电探测模块,包括光电转换电路、平衡放大电路、R-2R网络程控衰减电路的设计,具有连续光和脉冲光均可探测、自动调节输出电压的特点;为了满足长距离高分辨率BOTDA系统的要求,设计了高速数据采集模块,包括高速A/D模块、FPGA模块、USB模块、PCB板的设计,实现高速布里渊散射信号的采集、处理等,采样率为500MSPS,具有体积小、使用方便等特点;为了实现微弱布里渊散射信号的提取,设计了基于FPGA的数字BOXCAR积分器,包括BOXCAR积分模块程序、同步控制模块程序、数据存储模块程序的设计,这种利用硬件实现BOXCAR积分的方法,具有运算速度快的特点。所设计高速数据采集系统已应用于BOTDA分布式光纤温度传感器,并完成了初步实验。