采用光学方法实现无创、连续的血糖检测，对糖尿病人的诊断与治疗都有重要的意义。血糖的无创检测一直是一项科研难题，主要困难在于葡萄糖的光学信息微弱而测量背景变化大。为了消除测量背景变化对血糖检测的影响，近年来发展了多种无创血糖参考测量方法，本文主要研究了两种基于血流容积变化的差分光谱参考测量方法，具体工作包括：由于基于血流容积差的差分光谱测量其原理上利用了近红外光谱测量中由于血液循环产生的脉动信息，因此，首先考察了这些脉动信息的大小，并揭示了其对传统近红外漫反射血糖测量的影响。并且，针对不同测量方法需要，提出了采用脉动信息强弱作为测量部位选取依据的策略。由于皮肤温度可间接反映脉搏信息，因此采用红外热像序列，利用小波变换和功率谱分析有效提取了皮肤表面温度变动的强弱信息，对手指、手腕、手掌三部位进行比较发现：手指的变动幅值最大，手掌最小，而手腕居中；对手掌进行了较大面积分析，获得了二维的温度变动幅值分布图；最后，对三个测量部位进行近红外光谱采集实验，经比对，验证了该测量部位选取方法的有效性。进一步，针对两种参考测量方法，即基于自然脉搏的差分光谱测量和基于阻塞血流的差分光谱测量，提出了四种可能的测量方式，阐述了测量原理与各自的特点。重点分析了无创血糖检测中的随机误差的来源与影响因素，并据此评价了四种检测方法能实现的测量精度水平，结果表明：1）仅考虑仪器热噪声时，且在高信噪比的仪器噪声水平下，四种方式能实现的极限分辨浓度相差较大，其中，基于阻塞光谱的漫透射光谱法最接近临床检测的目标，在10~30mg/dL水平上；而其他三种测量方式远不能满足测量要求；2）实际测量了四种测量方式下测量接口变动引起的随机噪声，并得到此时的极限分辨浓度。结果表明，四种测量方式均远不能满足要求。3）反推了若达到检测精度低于9mg/dL的要求所需的测量信号信噪比，与实际测量信噪比有约2~3个数量级的差距。最后，本文提出了基于双波长差分光谱的血糖检测方法，并建立了该方法的理论数学模型。实际修正了阻塞血流检测中光谱数据，大大降低了极限分辨浓度。为验证该方法的可行性，进行了OGTT实验，为后续深入研究的开展提供借鉴。综上，本文对两种基于血流容积变化的无创血糖差分光谱方法进行了详细研究，评价了四种可能的检测方式现阶段能达到的精度水平，为血糖测量方法的选择提供依据。同时，本文还初步验证了基于双波长的差分光谱测量方法的有效性。