微量气体检测在大气质量监测、工业生产过程控制、临床医学诊断等方面具有十分重要意义。光声光谱气体检测技术通过检测光声效应产生的声波幅值来检测气体浓度,具有检测灵敏度高、动态范围大、可实时在线测量等特点,在微量气体在线检测中有着广阔的应用前景。本文基于光声光谱开展微量气体检测研究,针对微量气体检测的需求,采用激光器波长调制及二次谐波检测方法,搭建了光声光谱气体检测实验系统,并对乙炔（C₂H₂）气体浓度进行了检测。本论文具体研究工作及成果如下:第一,研究了一阶共振光声池的原理,建立了一阶纵向共振光声池的传输线等效模型,并完成仿真分析。基于仿真结果,确定了光声池机械结构和几何尺寸,完成了光声池的设计与制作。第二,为快速、准确获得纵向共振光声池的谐振频率,本论文提出了一种基于共振声谱的光声池共振频率测量方法,搭建了共振声谱谐振频率测量实验系统,通过实验测量得到了共振光声池的谐振频率,并将实验测量结果与传统光声信号强度标定法对比,验证了该方法的有效性。第三,搭建了光声光谱检测实验系统,针对光声信号微弱、易受噪声干扰等问题,本论文设计并实现了微弱光声信号检测的前置放大电路和数字锁相放大器。第四,基于搭建好的光声光谱检测系统,对C₂H₂气体进行检测。首先,选取其在1531.59nm处的吸收谱线为目标吸收谱,通过实验确定了目标吸收峰的具体位置、最佳调制参数。然后,研究了光声信号强度与C₂H₂气体浓度、DFB激光器输出光功率的关系,并通过对配置好的5种已知浓度的C₂H₂气体进行检测,完成C₂H₂气体浓度标定,为实际测量提供测量基准,并通过对25ppm的C₂H₂气体1小时的连续测量,得到了系统测量结果的标准差为4.1×10^-7,同时验证了该系统具有较好的稳定性。最后对5ppm的C₂H₂气体进行测量,得到系统检测极限灵敏度为1.34ppm。