前向布里渊散射因其具有探测光纤外物质机械性质的能力在近年来受到了广泛关注。最近,相关研究成功实现了基于前向受激布里渊散射（FSBS）的分布式液体传感,其在石油天然气勘探、海洋探测、污染物监测、泄露检测等方面具有极大的应用潜力。然而,受声子寿命和信噪比的限制,目前FSBS传感器空间分辨率为几十米到一百米,其离实际应用还有很大差距。本文旨在提出一种新的传感方案,改善系统空间分辨率,提高FSBS传感器的实用性。本文提出了新型的光力时域分析传感方案:一方面,通过长激发脉冲将横向声波场激发到稳态,然后用短读取脉冲探测声子寿命来反演外界物质的机械性质,消除了声子寿命对空间分辨率的限制;另一方面,采用相干前向受激布里渊散射读取横向声波场,使用布里渊光时域分析技术探测读取脉冲在光纤中的功率变化,使用更加稳定的解调公式解调出分布式前向受激布里渊散射谱,得到了信噪比更高的FSBS信号,减小了噪声对空间分辨率的限制。在理论研究方面,建立了光力时域分析的数学模型,理论上证明了方案的可行性,得到了实验结果的理论预期。基于该模型,进一步分析了FSBS作用强度和Kerr效应对系统的影响,仿真发现Kerr效应中的四波混频项会导致FSBS谱的畸变;注入光功率较高时,解调算法与实际情况偏差明显,系统的解调误差较大,这对实验功率的选取具有一定的指导意义。在实验研究方面,测量了不同横向声波模的FSBS增益,增益最大的为R_0,7模;研究了相干前向受激布里渊散射的相位敏感特性,读取脉冲两频率成分间的相位差与预激发相干声波场相位的关系会极大影响读取脉冲中FSBS能量转移的大小和方向;研究了激发脉冲宽度和读取脉冲宽度对FSBS谱的影响,激发脉冲越长FSBS谱越窄,读取脉冲宽度对FSBS谱无影响;提出了通过使用伪随机相位编码的四频激发脉冲产生更强的声波场以提高FSBS作用强度。在理论研究和实验研究的基础上,选择合理的实验参数进行了高空间分辨率传感实验。在225 m的单模光纤上实现了对空气和无水酒精的分辨,验证了2 m的空间分辨率,相比国际上相关工作该指标提高了一个数量级。