随着科学技术的不断发展和人民生活水平的日益提高,许多领域对高灵敏气体探测技术的需求逐渐增强。可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）气体检测技术具有高灵敏度、高选择性、高可靠性以及实时性等优点,具有非常广阔的应用前景。太赫兹时域光谱检测技术可同时获得待测样品太赫兹脉冲信号的振幅信息和相位信息,而且还具有高灵敏度、高信噪比、高分辨率及光谱范围宽等优点,被广泛应用于痕量气体检测领域。本文首先重点介绍了气体检测基本理论和两种常用的气体吸收池。基于HITRAN数据库和谱线选择原则选定了6330.82 cm^-1处的谱线对呼吸气体中的CO₂进行测量。利用中心波长为1579 nm的垂直腔面发射激光器作为光源,结合有效光程20 m的赫里奥特吸收池,搭建了一套实时在线监测人体呼出CO₂的光谱检测装置。本实验还研究了压力对二次谐波信号的影响。通过对不同浓度CO₂气体测量,二次谐波信号强度与其相对应的气体浓度具有良好的线性关系;同时对浓度为2.5%的CO₂进行长达1小时的测量,系统具有很好的稳定性,获得CO₂的最小探测极限为0.769‰;利用Allan偏差进行分析,得到积分时间为168 s时,测量精度大约可达100 ppm。通过对两名健康志愿者分别在静息和运动过程中呼出CO₂进行了在线测量,在死腔和肺泡气体中获得了不同浓度的CO₂,并且呼出CO₂的含量随着受试者体力运动的增加而显著增加,在运动高峰时,两名志愿者的EtCO₂浓度相对于静息状态下分别增加了58.58%和108.61%。然后基于太赫兹时域光谱技术对丙酮气体的太赫兹光谱进行了研究。本实验根据丙酮气体的样本特性选用激光器激发波长为1560 nm的透射式3 THz太赫兹时域光谱系统,对2 mm厚的高密度聚乙烯的太赫兹光谱进行测量,高密度聚乙烯在太赫兹波段范围内对太赫兹的透射率高达85%以上;以常温下易挥发的丙酮液体作为研究对象,测得不同浓度丙酮气体的太赫兹光谱,丙酮气体的特征吸收峰处于0.56 THz处,太赫兹吸收和浓度成线性关系。将怀特型吸收池应用于太赫兹时域光谱系统,对丙酮气体的太赫兹光谱进行测量,对比发现,改造后的太赫兹时域光谱系统气室内光程路径增加10倍,探测极限也相应的提高。