随着近年来科技迅速发展,众多领域对高灵敏度气体探测系统的需求越来越强,如能源开采、电力、大气环境监测、工业废气排放以及医疗等领域。光声光谱技术是近年来逐渐发展起来的一种灵敏度高、稳定性好、响应快、检测范围宽的气体探测技术。本文研究了长光程结构与共振光声池结合的光声光谱系统,并获得较好的探测能力。根据光声光谱技术理论,分析了共振式光声池内光声信号的发生过程,通过研究多种因素对光声池特性的影响,设计了一阶纵向共振光声池,搭建了共振式光声光谱系统。为了进一步提升探测能力,提出了两种光程增长的方案,分别为基于角锥镜的双光程结构和基于Herriott反射池技术的长光程结构,并设计了一组Herriott反射镜。此外,基于Labview设计了上位机软件,实现了信号采集、数据处理和数据显示等功能。以氨气为研究对象,利用HITRAN数据库分析了干扰气体对氨气的交叉影响,确定氨气吸收谱线位置在1531.6nm。通过实验研究光声池的关键参数和光源调谐较优参数,确定了系统较优的工作条件。在实验平台上,通过进行氨气浓度梯度测量实验,研究双光程光声光谱系统和长光程光声光谱系统的响应特性。其中,双光程光声光谱系统在最佳平均时间436s时,达到最低检测限457ppbv,归一化等效噪声吸收系数为1.68×10^-10W·cm^-1·Hz^-1/2。长光程光声系统在最佳平均时间100s时,达到最低检测限269ppbv,归一化等效噪声吸收系数为9.87×10^-11W·cm^-1·Hz^-1/2。长光程光声光谱系统具有较好的快速性、检测能力和可靠性,本文实现了高灵敏度光声光谱探测系统。