环境气体监测和工业生产流程控制的广泛需求,促进了调谐激光吸收光谱气体在线监测技术的发展。将调谐激光吸收光谱（TDLAS）应用于潜力巨大的痕量气体分析技术,研究激光调制谱技术是改善信号质量、提高检测灵敏度、并降低成本的有效方法,对于气体检测技术的发展意义重大。本文在TDLAS技术基础之上,研究了半导体激光器的脉冲调制和准连续调制技术。构建了Mach-Zehnder非平衡式光纤干涉仪系统,结合气体吸收信号位置定标的方法,对脉冲驱动下分布反馈式（DFB）激光器的调谐特性进行了研究、分析。以CO₂为实验气体,在同一实验平台采用直接吸收检测、连续调制谱检测、准连续调制谱检测三种方法,对CO₂的梯度浓度进行测量,对实验结果比较分析,实验结果表明准连续和连续调制谱技术检测极限量级相同,准连续的检测极限略高,验证了准连续调制谱技术的适用性。结合开放式长光程光路系统,利用温度调谐的方式实现激光器宽谱调谐,并对波长进行高频调制,对大气环境中的CO₂浓度进行了监测,得到了一天中CO₂浓度的变化趋势。研制了调谐激光吸收光谱技术的激光气体分析仪。以美国国家仪器（NI）公司的FPGA-Single Board为采集和控制核心,采用板级集成;结合开放式多反射光程池技术开发了小型化、便携式仪器。并经实验得到了空气中CO₂的浓度,可应用于现场痕量气体检测。