光纤腔衰荡传感技术因具有高稳定性和高灵敏度等优点日益受到国内外研究者的广泛关注,并在微弱气体浓度检测中得到了初步的应用。然而,实际应用中往往需要同步检测气体的成分和浓度或需要多点探测。因此,开展基于光纤腔衰荡传感技术的气体成分和浓度的同步探测以及多点检测具有十分重要的实际意义。为了降低气体传感系统的成本,本论文提出了基于频移干涉技术的光纤腔衰荡气体传感方法;为了提高气体传感系统的灵敏度,本论文还研究了自发辐射噪声对腔内放大的光纤腔衰荡气体传感特性的影响。取得的研究成果如下:1.研究了基于频移干涉技术的光纤腔衰荡气体成分和浓度的同步检测方法。实验结果表明:利用该技术与激光波长扫描法相结合,可得到目标气体因吸收而形成的损耗谱。接着利用峰值提取算法从损耗谱中提取目标气体的特征吸收波长,再将提取到的特征吸收波长与气体的标准特征吸收波长相比较,从而实现目标气体的识别。利用上述方法,本论文实现了乙炔气体的准确识别,并同步检测到了它的浓度,且灵敏度高达263.48 ppm。此外,稳定性实验结果表明:由于该传感方法采用了差分探测,传感系统的稳定性得到了较大的改善,气体浓度检测的一阶标准偏差为±0.03%,稳定性方面优于传统光纤腔衰荡气体传感系统。2.研究了基于频移干涉技术的多点光纤腔衰荡气体传感方法。推导了该传感方法的相关公式,并分析了其传感机理。在理论分析的基础上,设计了一种串联结构的多点气体传感方案,实验上实现了两个位置乙炔气体浓度的同步检测,且两个传感通道的灵敏度分别达到了289.69 ppm和508.25 ppm。研究结果表明:第二通道的灵敏度较差主要是由于第二通道的气室的插入损耗较大造成的。此外,重复性实验结果表明:该气体传感系统对1%浓度乙炔气体检测的一阶标准偏差分别为0.035%和0.059%,具有较好的稳定性。3.研究了自发辐射噪声对腔内放大的光纤腔衰荡气体传感特性的影响。推导了掺铒光纤放大器(EDFA)的自发辐射噪声对气体传感系统的腔内损耗、气体灵敏度相互影响的相关公式,并对其进行了模拟仿真。仿真结果表明:采用带通滤波器对EDFA的自发辐射噪声进行滤波,可极大的改善腔衰荡曲线的基线漂移,带通滤波器的带宽越窄,基线漂移越小,从而提高了气体浓度探测的精度和稳定度。此外,仿真结果也表明:EDFA放在气室后面与放在气室前面相比,具有更好的探测精度和稳定度。EDFA的增益越大,气体传感系统的灵敏度越高。