气体检测技术广泛应用在大气监测,工农业生产,能源开采,医疗监测等行业。气体检测是人们扩展认知物质的手段,能检测环境中存在的但无法被人体察觉的各类气体。具有可燃性的气体在密闭空间内,达到一定浓度就具有爆炸的风险。具有毒性的气体,在察觉不到的情况下威胁身体健康甚至生命安全。气体也是生物反应的重要物质之一,通过检测人体呼出气体可以检测生命特征。气体检测可以有效预防气体爆炸,中毒等安全事故,也可以提高医疗技术手段等。因此,提高气体检测技术对生产生活有极其重要的作用。本论文提出两种光路结构的多通池,并设计了相应的气体检测系统。首先,设计了应用于激光光源的密集型光斑多通池,多通池采用三球面镜反射结构。通过MATLAB软件建立三镜反射的数学模型,分析了光路结构、光斑分布及形状、反射次和光程等。按照仿真参数设计了光程11.0m多通池,并通过气体标定实验验证了光程。设计了机械结构用于固定反射镜及调整光路。使用密集型光斑多通池,中心波长为1.53μm的分布反馈式（Distribution Feedback,DFB）激光器,结合波长调制光谱（Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS）技术设计成乙炔传感器,并使用锁相放大器提取二次谐波。通过气体实验标定了传感器并分析了传感器稳定性及检测下限。经过艾伦方差计算,在0.5s的积分时间内,系统的检测下限可达4.36ppmv;当积分时间超过10s时,检测下限将小于1ppmv。其次,设计了应用于发散光源的聚光型多通池,该多通池采用双球面反射结构。通过ABCD矩阵推导,得出了光线的出射位置与入射位置重合的规律。该多通池与入射角度无关,解决了热光源光线发散的问题。使用MATLAB软件建立其数学模型,得到了光路的相应参数,并按照仿真参数设计了光程为1.8m的多通池。使用聚光型多通池,恒流源驱动电路,数字锁相放大电路等设计了CO/CO₂传感器。通过气体试验标定了传感器,分析了传感器的检测下限。CO₂气体检测下限低于10ppmv,CO检测下限约为20ppmv。对比CO和CO₂不同吸收强度的气体试验,得出提高信噪比的具体方法:提高光源功率、优化光路结构以及优化滤波算法。最后,对两种多通池构成的传感器进行了总结,分析了传感器存在的问题及继续优化的方向。本文创新点:1.设计了用于激光光源的密集型光斑多通池。2.设计了用于发散光源的聚光型多通池。