呼吸信号作为重要的人体生理信号,对人体健康检测的意义十分重大。对呼吸信号的检测也一直都是人们关注的焦点。同时光纤环形衰荡腔技术由于其对光源波动不敏感、以及可用于分布式检测等优点在气体浓度检测、电流检测等领域得到了十分广泛的应用。然而将光纤环形衰荡腔技术与二氧化碳浓度传感结合做呼吸信号的检测尚未被详细地研究。本文的主要创新点及研究内容如下:（1）基于HITRAN数据库中的吸收谱线数据,对呼出气体中N₂、O₂、CO₂以及H₂O的吸收谱线图进行了研究,确定了基于光谱吸收法二氧化碳浓度检测所选取的吸收谱线位于1572.34nm处。而后针对CO₂在低温条件下吸收谱线研究数据缺乏以及基于光吸收原理检测CO₂浓度可能存在的温度敏感的问题。通过公式推导以及MATLAB仿真拟合得到了250⁵00K范围内二氧化碳气体吸收系数与温度依赖关系的经验公式,并对该经验公式进行了可靠性对比分析,得到了平均误差为3.305%的对比结果。（2）对光纤环形衰荡腔中耦合器插入损耗、耦合器耦合比以及光纤衰减因子等因素对衰荡腔的输出光强的影响进行了仿真分析。然后在传统White型气室结构的基础上,设计了一个增程式吸收气室结构,对该气室中的关键参数进行了优化,并将该气室与光纤环形衰荡腔结构结合,设计了一个光纤CO₂浓度传感器。通过MATLAB平台对该传感器进行建模,通过仿真实验,获得了不同CO₂浓度下的传感系统衰荡时间的仿真实验数据。得到了四个传感检测范围:1²0ppm、300¹000ppm、30000⁵0000ppm以及50¹00%（500000¹000000ppm）,其中30000⁵0000ppm区间为本文所设计传感器的目标区间范围。在该区间内本文设计的光纤CO₂浓度传感器的仿真线性度为0.9942,理论检测分辨率为57.47ppm,比文献中同类型的呼吸CO₂浓度检测传感器检测分辨率提高了91.53ppm。（3）在上述两点的基础上,针对传统直接检测法检测呼吸频率无法实现“一对多”的检测,本文设计了一种基于光纤CO₂传感器的多用呼吸频率检测系统,实现了一套设备同时检测多名用户的呼吸频率信息,有效地提升了检测系统的效率。并通过MATLAB软件仿真了双通道呼吸信号检测系统的建模仿真验证了本文设计的系统对多用户呼吸频率检测的可行性,并从理论上分析了本章所设计的多用户呼吸频率检测系统检测呼吸信号路数的最大值。