布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time Domain Analysis,BOTDA)是一种分布式传感技术,可以测量光纤上每一点的温度和应力,因此在桥梁、大坝、油气管道和铁路的健康监测上具有显著优势。为了提高BOTDA在长距离监测中的信噪比,研究者们提出了很多方法,本文主要研究其中的编码技术。通过对受激布里渊放大过程的研究,从理论上分析了编码技术对BOTDA的影响,并通过仿真和实验深入研究了编码对信噪比的改善作用。为进一步提高空间分辨率和系统信噪比,研究了一种新的混合脉宽编码方案,并在理论上和实验上得到了验证。首先介绍了BOTDA的传感原理,研究了受激布里渊散射的发生原理,并在MATLAB中建立BOTDA仿真模型。介绍了一种提高空间分辨率的最常用方法,即差分脉冲对技术(Differential Pulse-width Pair,DPP),并且在理论上进行了推导,最后在仿真和实验中进行了验证。其次,介绍了基于BOTDA的常用三种编码技术Simplex、Hadamard和Golay,对三种编码技术进行了理论推导和仿真验证,同时对比分析了这三种编码方式的性能,并通过实验验证了Golay编码效果。接着,为了进一步提高BOTDA系统性能,在采用差分脉冲对(DPP)技术基础上提出与双极性编码结合的混合脉宽编码方法,通过仿真发现其信噪比相比原始方法提高4倍。还搭建BOTDA系统平台对提出的混合脉宽编码方法进行实验验证。实验结果表明,混合脉宽编码方法能有效提升BOTDA系统的信噪比。最后,利用数字图像处理方法对BOTDA实验结果进一步优化,并比较了两种常用的数字图像算法,即高斯算法和非局部平均算法,验证了数字图像算法对信噪比的提升。