甲烷检测技术在环境检测、矿井安全和天然气输送等领域具有重大的应用价值与现实意义。光声法检测在气体浓度检测上具有系统稳定、灵敏度高、选择性好、信噪比高、动态范围大等优点。本文在分析现有气体浓度检测方法优缺点的基础上，深入探讨了以激光二极管为光源、应用光声光谱原理检测甲烷气体浓度的技术。 详细介绍了基于激光二极管的光声甲烷检测系统的整体设计。分析选择了波长为1654nm的激光二极管和频率可调范围为1K到3000KHz的MC1000h型号的机械斩波器。设计制作了光声腔和甲烷配气系统，采用了锁相放大技术提高检测微弱信号的灵敏度。 重点研究了纵向共振光声腔的设计，包括了光声腔的进气口、出气口的设计、麦克风的安装设计、消声腔设计结构等。实际制作了光声腔，测得该光声腔在一定条件下的共振频率为1390Hz，品质因子为10.69。 实测了激光二极管温度、电流调制对光声信号的影响，讨论了外界压力和温度对甲烷吸收谱线和信号的影响；研究了不同浓度甲烷气体对光声腔共振频率的影响；测量和分析系统的饱和特性和系统的稳定性。最后根据测量低浓度下的光声信号，获得系统灵敏度为10-30ppm。