可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对气体的测量具有受环境影响小、响应速度快、可靠性高和气体浓度温度同时测量等优点,成为发展最为迅速的气体在线测量技术。本文首先详细阐述了TDLAS气体浓度温度测量基本原理、相关光谱参数与HITRAN数据库。介绍了TDLAS实验系统中的相关仪器设备,对分布反馈式可调谐半导体激光器调谐特性进行了实验分析。详细阐述了TDLAS技术谱线选择的原则,理论计算了光谱谱线线强随温度的变化规律,研究了不同温度压力条件下三种吸收光谱线型特征,分析测量系统中噪声信号对光谱吸收测量的影响。建立带有温度梯度温度场模型,采用多谱线测量方法,研究了边界效应对中心恒温区浓度与温度测量的影响。搭建半导体激光温度在线测量系统,针对于管式炉内中心恒温区的温度测量,研究了温度对谱线线强和线宽的影响,完成多个谱线对温度测量结果的对比与分析。采用时分复用技术扫描四条特征吸收谱线实现开放环境管式炉内中心恒温区温度在线测量,建立非线性方程组,利用最小二乘法得到了不同工况下恒温区温度值,并与热电偶测量结果进行对比,最大测量误差为52.4K。针对于高压环境下的气体测量,设计搭建了C02浓度测量实验系统,进行了1-4atm压力范围内CO2在线测量实验。实验研究了压力变化对谱线线宽及谱线间相互叠加的影响,与理论计算结果基本吻合。采用多线Lorentz拟合方法完成了不同压力工况下的C02浓度测量,进行了不同压力工况下的误差分析。