激光诱导击穿光谱技术（LIBS）是一种基于发射光谱的物质检测分析手段,通过激光聚焦区域产生的局部高温将样品原子化并电离产生等离子体,当等离子体中处于激发态的原子或分子发生跃迁时会辐射具有特定频率的光子,利用波长位置与特定元素一一对应关系以及谱线强度与元素浓度的对应关系可以获得样品的定性和定量信息。由于LIBS技术适用于任何形态（固体、液体、气体等）的样品并且能够分析所有元素,因此被广泛应用于材料加工、环境监测、工业生产、生物医学、生物学、考古学等领域。本文以Nd:YAG脉冲激光器作为光源,在UV-VIS波段开展了基于LIBS技术的气体检测应用研究,主要工作内容包括:（1）研究了LIBS光谱信号处理方法。针对LIBS光谱信号中连续背景辐射、特征谱线和噪声相互混叠的问题,本文改进了基于迭代离散小波变换的光谱信号连续背景扣除方法,探索了数学形态学方法在LIBS信号处理中的应用,结合离散小波变换和数学形态学方法对LIBS信号的背景分离进行了尝试。通过分析LIBS信号的噪声来源,发现LIBS光谱信号中除了高斯白噪声外还存在与信号强度有关的噪声,通过静态小波变换结合滑动窗口的方法对噪声进行了有效抑制。为了提升LIBS光谱信号处理效率,提出了一种基于连续小波变换的LIBS信号自动拟合算法,能够自适应地提取不同强度、不同信噪比的LIBS光谱信息。（2）研究了激光诱导气体等离子体特性。基于激光与气体相互作用理论,通过计算考虑不同物理过程时的气体击穿阈值并与实验进行对比,确定了气体击穿中的物理过程。利用时间分辨光谱技术,研究了激光诱导N₂等离子体温度和电子数密度的时间演化规律及其演化机理,由于等离子体衰退过程中碰撞过程占主导作用而辐射引起的能量损耗往往可以忽略,因此等离子体温度将随时间按指数衰减,而三体碰撞引起的辐射复合则是引起等离子体中电子数密度衰减的主要机理。基于时间分辨光谱技术,测量了不同延迟下的激光诱导SF₆等离子体温度,通过联立电离方程、解离方程、Dalton分压定律、电中性原理和化学计量守恒定律计算了激光诱导SF₆等离子体组分,并对比了电子数密度的理论和和实验值。通过测量不同比例的N₂/SF₆气体等离子体光谱,研究分析了N₂/SF₆比例对等离子体温度、温度变化率及电子数密度的影响。（3）开展了基于LIBS技术的气体组分定量分析方法。首先利用内标法建立了SF₆中O含量的定标曲线,获得了38ppm的检测限,并建立了SF₆中O含量检测的偏最小二乘回归模型。其次,通过利用连续背景辐射对特征元素作标定,建立了Ar和N₂中O含量的定标曲线,获得了26ppm（Ar）和41ppm（N₂）的检测限,并从等离子体形成和衰退的物理过程解释了造成Ar和N₂中O含量检测限差异的原因。最后,建立了基于CF-LIBS技术的SF₆/Air元素组分的定量分析模型,并进行了不确定度分析。