二氧化碳、甲烷是重要的温室气体,对全球温室效应的贡献占80％以上,并且二氧化碳、一氧化碳和甲烷是瓦斯的主要成分,如何对这些气体实现准确而快速的检测,在环境、煤矿安全等领域都具有十分重要的应用。　　 近年来,分布反馈式(DFB)半导体激光器得到了快速的发展,其具有线宽窄、体积小、可室温工作等优点,已经被广泛应用于光谱测量及痕量气体探测等应用中。本论文主要是围绕甲烷、一氧化碳和二氧化碳气体的高灵敏度探测技术开展研究,以DFB半导体激光器作为激发光源,对甲烷和一氧化碳实现了同时探测,此外还结合离轴腔增强吸收光谱技术及波长调制技术探测了实际大气中的二氧化碳和甲烷气体。　　 首先在建立直接吸收光谱测量系统的基础上,利用中心波长位于2.33μm的分布反馈式(DFB)半导体激光器作为光源,结合离散镜片型多通吸收池,通过测量CO和CH4分别位于4288.2898 cm-1和4287.65015 cm-1处的两条谱线直接吸收信号,在激光器的一次扫描范围内实现了对CO和CH4的同时探测。　　 其次以中心波长位于1.573μm附近的DFB半导体激光器作为光源,结合高精细度光学谐振腔,采用离轴腔增强吸收光谱(OA-CEAS)技术,选择CO2位于6357.3116 cm-1处的吸收谱线,对实际大气中二氧化碳分子进行了测量。计算得到实际大气中CO2的浓度为～388.3 ppmq(S/N≈22),最小可探测浓度为17.65ppm(1σ,5s积分时间)。为了进一步提高系统的探测灵敏度,将波长调制(WM)技术与OA-CEAS技术结合起来,最终将CO2分子的最小可探测浓度提高到0.36ppm(1σ,5s积分时间),与单纯使用OA-CEAS技术相比,信噪比提高了近48倍。　　 最后利用OA-CEAS技术,通过甲烷位于1.65μm处的一条吸收谱线对实际大气中的甲烷气体进行了测量,实验结果表明,实际大气中甲烷的浓度为～1.88ppm(S/N=3),最小可探测浓度为0.085 ppm(1σ,10s积分时间)。