随着时代的发展与科技的进步,痕量气体的检测技术已经被广泛的应用于诸如天然气、煤炭、冶金、电力、医疗、环保等各个行业。气体检测技术逐渐成为保障人民健康与社会可持续发展的重要影响因素。在人们的生产生活中,对气体检测技术不断提出更高的要求,不仅要求检测流程简单、操作方便,还对检测速度和检测精度、灵敏度都提出了新的要求。利用光学检测技术能够较好的满足这些要求,激光光谱技术与电化学气敏传感技术相比,无论是特异性、灵敏度还是实时性都具备很大的优势。常用的非色散红外光谱法（NDIR）容易受到光源强度变化和背景漂移的影响;腔衰荡光谱对于光学衰荡腔和光源线宽都有着极高的要求,开发紧凑、低成本的小型系统比较受限。可调谐激光吸收光谱（TDLAS）技术具有分辨率高、选择性强、灵敏度高、响应速度快、测量范围广、稳定性强、使用简单等优点。本文通过调研国内外对长程光学气体池的研究现状,分析了常见光学气体池的特点。在理论基础上通过Trace Pro仿真软件对气体池进行仿真设计,得出了一系列的理论数据,搭建出满足实验的气体池。同时,建立了由可调谐激光二极管,11米左右的光程赫里奥特池,锁相放大器组成的TDLAS系统,让激光二极管发射的激光波长扫描经过待测气体分子的峰值吸收谱线,从而得到待测气体相对完整的吸收谱线,通过锁相放大器进行二次谐波解调,进而对气体浓度进行精确分析。本文最后利用搭建的光谱测量系统测量了不同配制浓度的CO₂气体,研究了其二次谐波（2f）信号,得出气体浓度和2f信号峰值之间具备很好的线性关系,通过长时间测量验证了系统的稳定性与可靠性。该系统可以用于环境气体测量及人体呼吸标记物测量,通过改变激光光源波长,亦可实现其他痕量气体的测量。