中文摘要：

混合气体各组份浓度的定量检测在环境监测，保证煤矿安全生产等诸多领域具有重要意义。项目针对光纤气体检测中关键技术问题展开研究，提出一种多波长窄带光谱扫描技术，并构建了一种宽范围波长可调窄带高功率探测源，从根本上解决了传统系统测试灵敏度低、对不同气体交叉敏感等关键技术瓶颈问题。基于特种光纤- - 空芯光纤（HC-PBF）所独有的结构特点，从提高气体在HC-PBF中的扩散/逃逸速度，降低HC-PCF与标准光纤连接损耗两个方面，研究并探索了HC-PBF气室结构及制作工艺，并实际构建出一种具有低损耗传输性能的HC-PBF气室。其传输损耗及气体自由扩散速度均达到实用化要求；研究并实现了抑制光路噪声的光谱信息处理及微弱信号检测方法。在以上理论研究的基础上构建了基于多波长窄带光谱扫描技术的光纤混合气体定量测试系统。以乙炔、一氧化碳、二氧化碳等几种气体为实验对象，分析并确定了在分别采用两种气室结构情况下，系统对具有不同数量级吸收系数的待测气体的测量灵敏度和分辨率。项目研究成果突破解决了当前光纤混合气体检测中关键技术问题，同时对基于近红外波段吸收原理的其它物理量的检测具有重要的理论参考和实际应用价值。