冰盖在冻融过程中的内部温度是研究冰强度、冰力学特性及冰生消演变过程的关键物理参数,其连续检测方法及技术对气候状况的反映、冰盖物质平衡状态与能量交换的预测、水文预报及开河预警具有重要的理论研究价值及实际意义。但冰材料的固有特性及其检测的特殊低温环境,制约了冰生消过程中温度变化规律的连续检测。作为20世纪70年代发展起来的新型检测技术,光纤传感技术具有抗电磁干扰强、耐酸碱腐蚀、防水防潮及实时在线监测等优点,在工程实践中得到广泛的应用。针对上述冰层温度检测问题及光纤传感技术的优势,本文采用具有高灵敏度及可动态检测的光纤布拉格光栅作为敏感元件,结合构造简单且解调便捷的光纤环形衰荡传感技术,建立光纤布拉格光栅环形衰荡腔理论模型并搭建温度传感实验装置,实现冰生消过程中内部温度的连续检测。本文主要完成工作如下:1.FBG（Fiber Bragg Grating,FBG）环形衰荡腔传感理论。研究光纤布拉格光栅温度及光纤环形腔传感特性,建立光纤布拉格光栅衰荡腔温度传感理论模型,通过数值模拟获得构成谐振腔的耦合器最佳分光比,并对该模型的衰荡特性进行分析;2.基于FPGA（Field Programmable Gate Array,FPGA）的可调谐脉冲激光光源设计。采用FPGA作为主控单元,针对异步时序问题提出跨时钟域同步方案,通过锁相环倍频技术获得高速可调谐的电脉冲信号,并利用电光调制技术获得脉冲激光光源;设计电光调制器偏置电压控制器模块,通过FPGA内部状态机切换调整电光调制器偏置电压,解决最佳工作点漂移问题,实现脉冲激光光源优化;3.基于FPGA的掺铒光纤放大系统设计。通过分析掺铒光纤放大器工作原理,设计电光调制输出脉冲激光的放大系统,搭建980nm半导体激光器的压控恒流驱动电路;基于FPGA的动态控制将电光调制输出的1.079μW脉冲激光功率放大至6.7m W;4.温度传感系统实验。基于理论分析搭建以FPGA为核心的FBG环形衰荡腔温度传感系统及测试平台,实验结果表明:理论分析与实验结果基本吻合;获得-30℃～30℃范围内冰生消过程的内部温度连续变化规律;证明提出的光源优化方式可提高系统的稳定性及重复性,温度检测灵敏度为0.03337μs/℃,分辨率为0.03℃。