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实现气体的低浓度高灵敏探测在环保、医疗、工业生产等方面意义重大。可调谐二极管吸收光谱（TDLAS）技术以高灵敏度、高分辨率、快速响应等优点成为光谱探测领域的主流技术。为进一步降低TDLAS系统的最低检测限和提高系统灵敏度可以采用吸收光程更长的气体池。本文主要开展高漫反射立方腔内光传输规律的研究，并将其作为TDLAS系统的气体池实现氧气的低浓度高灵敏度测量。 搭建了高漫反射立方腔作为气体池的TDLAS系统。制备了不同规格的内壁喷涂Avian-D有机涂料的密封式高漫反射立方腔。通过测定空气中不同吸收光程下氧气的二次谐波信号对等效光程进行定标，定标结果显示立方腔可达到17倍的光程延长效果。 开展了高漫反射立方腔内光传输规律的研究。基于Beer-Lambert定律推导弱吸收情况下光在立方腔内的传输规律。确定立方腔的等效光程，通过等效光程拟合实验测定立方腔开孔比。研究气体浓度和等效光程对光在立方腔内传输特性的影响，发现光在腔内传输规律符合Beer-Lambert定律的条件是气体吸光度小于0.011。 开展了氧气的低浓度高灵敏度测量研究。实现与虚拟仪器平台结合的高漫反射立方腔作为气体池的TDLAS系统。通过优化激光器调制参数、调谐参数和锁相放大器参数，提高TDLAS系统性能。采用35 cm高漫反射立方腔作为TDLAS系统的气体池，获得了350 ppm的氧气探测限，系统波动为0.9％。