光声效应气体检测是基于光声光谱技术(Photoacoustic spectroscopy,PAS)实现对气体浓度的高精度测量。待测气体分子在特征吸收谱上吸收调制光能之后会激发出声波信号,通过检测声波信号的大小可对气体浓度进行测量。光声效应气体检测具有灵敏度高、不破坏待测物原有性质、可检测波谱范围宽等优点,这种检测技术几乎能适用于所有类型的试样。因此,它受到物理、化学、生物、医学、环境保护等各个研究领域的广泛关注。本文围绕光声效应气体检测技术,开展了以下几方面工作:首先,介绍了光声效应气体检测的研究意义与目的,对国内外光声效应气体检测的研究状况进行总结概述。详细叙述了气体光声效应的产生机理以及光声信号检测系统中使用到的技术和仪器。着重介绍了气体分子吸收谱、光能吸收、声波激发以及波长调制等理论,为实现基于光声光谱技术的光声效应气体检测提供理论基础。其次,设计制作了基于光纤端面—膜片的非本征FP声传感器,通过实验对不同膜片材料制作的声传感器进行测量,结果表明由金膜、银膜、铜膜、锌合金膜以及微栅碳支持膜制作的声传感器对外界声信号都呈现出良好的线性响应关系,由金薄膜制作的声传感器能够探测的声信号最小其灵敏度要稍高一些,并且通过有限元方法对圆形膜片进行了固有频率的计算。最后,利用有限元方法对纵向圆柱形光声池进行仿真模拟计算,通过计算得到谐振式光声池对声信号的放大作用,以及在谐振频率下光声池内声场能量的分布情况。通过优化光声腔的长度和半径等参数计算得到不同尺寸光声池的声学谐振频率。给出光声池在不同尺寸下其谐振频率的变化,为光声池的制作以及声传感器的安装提供依据。在光声效应气体检测技术中,声传感器以及光声池是检测微弱光声信号的重要组成部分,它直接关系到气体浓度检测系统的极限灵敏度,对于声传感器以及光声池的研究具有重要意义。