氢能是公认的清洁能源，也是一种新兴的零碳能源。目前中国在氢能领域取得了多方面的研究进展，已成为氢能技术和应用领先的国家之一。虽然氢能源和其他能源相比有诸多优点，但是在制造、运输和储存等方面还存在技术问题，因此仍未得到广泛应用。氢以气态存在时是可燃性气体，氢分子质量和体积最小，渗透性强，无色无味，在使用过程中极易泄露且不易察觉，容易引发火灾、爆炸等事故。2011年福岛核电站由于冷却系统故障，反应堆内冷却水平面下降导致堆芯裸露。燃料棒外壳发生锆一水反应生成大量氢气，封闭在安全壳之内发生了爆炸，最终造成堆芯熔化，产生核泄漏。因此，为了避免发生氢气爆炸事故，研究安全、可靠、灵敏度高、可远距离传输的氢气传感系统具有重要意义。

光纤类氢气传感器是光纤传感器研究热点之一，近年来的光纤类氢气传感器研究方向，分别微镜型、干涉型、消逝场型、光纤布拉格光栅(FBG,Fiber Bragg Grating)型等不同类型的光纤类氢气传感器。

微镜型光纤氢气传感器是根据从耦合器的一端进入的激光，经过多模光纤端面所溅射的钯(Pd)薄膜反射后，被耦合器另一端所连接的光探测器接收。目前应用该原理的片状纳米Pd/WO3复合薄膜可以对低至0.01%浓度的氢气产生响应，且在2%至4%标准氢气浓度范围内响应最明显，响应时间和回复时间分别小于30s和60s。

干涉仪型光纤氢气传感器主要是通过氢敏感材料对干涉仪光程差的影响引起干涉光谱的变化，进而实现对氢气的测量。目前，采用飞秒微加工技术和磁控溅射镀膜技术相结合的方法制备并研究了基于 Mach-Zehnder、Fabry-Perot、Michelson干涉原理的三种不同微结构的氢气传感器，在微加工腔长为40μm，钯膜厚度为110nm的情况下，微型Mach-Zehnder干涉型光纤氢气传感器的波长漂移率为0.155nm/%。

消逝场型光纤氢气传感器利用氢气对处于消逝场敏感材料的影响来检测氢气浓度．这类氢气传感器需将光纤的包层剥除一部分以达到消逝场的作用范围。当光通过该区域时，传输的光强沿纤芯径向呈指数衰减。消逝场型传感器的检测下限可达0.2%的氢气浓度，响应时间为20s。

光纤光栅型氢气传感器是基于一种无源光器件FBG制造而成的。根据光纤耦合模理论，FBG反射波中心长与光纤有效折射率和折射率调制的空间周期有关，当FBG的有效折射率或空间周期产生变化时，其反射中心波长会发生相应的改变，当通入4%的氢气时，LPFG中心波长变化近6nm，并且响应时间仅4s．如果用分辨率为1pm的FBG解调仪进行解调，理论上可对低至7ppm浓度的氢气进行感应。

对于以上四种氢气类传感器，微镜型氢气传感器的在结构和制造工艺较为简单，成本低且使用方便，但此类氢气传感器为光强型传感器，受系统光路的影响较大，只适合于点式测量。干涉仪型光纤氢气传感器理论上有测量精度高、重复性好、误差小等优点，但这种传感器容易受到外界环境因素的影响(主要是温度)，所以传感器的精度较低。消逝场型传感器对氢十分敏感且反应迅速，此外还可能在单根光纤上制成多个消逝场传感器以实现分布式测量，但这种传感器的制造工艺相对复杂，且串联后衰减较大，目前主要用于实验室研究。光纤光栅型氢气传感器虽然精度很高，但受氧化还原原理影响，传感器的恢复时间较长。

对于像核电站这样的设施，由于高剂量的伽马辐射，核废料一旦进入到处理设施里，就无法进行开封检测，而且对于氢气的检测系统必须在几十年内保持稳定，并且能够实现分布式的监测。因此，受激布里渊散射作为光纤中重要的非线性效应，基于它的分布式传感技术受到了广泛关注。

布里渊光时域分析技术(BOTDA, Brillouin optical time domain analyzer）是一项理论性与实用性很强的技术。BOTDA技术的原理是在光纤两端分别将一脉冲光（泵浦光）与一连续光（探测光）注入感应光纤，当泵浦光与探测光的频差与光纤中中某区域的布里渊频移相等时，在该区域就会产生布里渊放大（受激布里渊）效应，两束光相互间发生能量转移，通过检测从光纤一端耦合出来的连续光的光功率，就可确定光纤各小段区域上能量转移达到最大时所对应的频率差，从而得到相应位置的相应信息，实现分布式测量，并且接收信号强、测量精度高、动态范围大和实现方便等特点，在长距离连续传感方面具有不可替代的优势。

目前，研制开发高性能且经济实用的BOTDA分布式光纤传感系统仍然存在检测时间长、系统成本高、不同影响因素如温度、应变的交叉敏感等问题。其中，空间分辨率与传感距离、检测时间的矛盾尤为突出，在本题目中不同种类的传感光纤也会对氢气浓度的测量产生影响，也正是此次受激布里渊的氢气的分布式传感研究的目的所在。

2012年法国科学家将受激布里渊散射光时域分析技术应用在超过数百米的单模G652光纤上，实现了分布式氢气传感,得到频移与氢气浓度关系为0.21MHz/%和空间分辨率2m的实验结果。由于该实验是在高压环境下进行的，因此，寻找一种能在常温常压环境下就能实现监测的光纤介质更具有实际应用意义。