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在当今社会,痕量气体检测技术在工业生产、医疗诊断以及环境保护等领域获得了广泛的应用。在电力系统状态检测中,变压器绝缘油中气体成分与浓度的变化反应了设备的运行状态,因此研究气体检测技术对保障电力系统正常运行具有重要意义。相比于传统的电化学气体检测手段,光声光谱气体（PAS）检测技术凭借响应速度快、背景噪声小、探测灵敏度高、可在线监测等优点得到了越来越多的关注。而PAS中的核心探测元件微音器,在过去往往采用电学麦克风,随着光纤传感技术的发展,非本征型光纤法布里珀罗（EFPI）声学传感器具有高灵敏度、体积小、质量轻、抗电磁干扰等优点,更为适合在PAS检测系统中应用。本文面向PAS系统中对微音器的高灵敏度要求,利用基于多光束干涉效应的光学增敏手段,设计制备了两种高精细度EFPI增敏微音器,并在光声光谱检测系统中得到应用,具体研究内容如下:（1）根据光学干涉理论,基于多光束干涉效应,利用多次反射的高阶光干涉放大干涉相位差实现光学增敏,并采用傅里叶变换白光干涉解调法（WLI）,光谱傅里叶变换后的高阶空间频率峰即对应高阶干涉光,在此频率处利用反正切法解调即可获得增敏相位。考虑干涉光强和对比度的影响,构建综合评价函数针对不同增敏倍数需求对增敏传感系统进行参数优化。（2）根据优化结果,为了进一步降低空气损耗,设计了基于光纤准直器的高精细度EFPI增敏微音器,利用准直器将发散光变为准直光,并将准直器透镜出射端镀50%增反膜,提高反射率。针对准直器的耦合效率对角度偏移较为敏感的问题,设计加工了俯仰角可调的传感器封装方案,实现了反射光的高效率耦合,其干涉光谱特性对比度和FSR可根据需求自由设计。成功制备了膜直径为4mm的高精细度EFPI传感器,实测光谱频谱存在多光束干涉高阶峰,在低频声信号校准系统中进行测试,二阶峰和三阶峰解调信号分别实现了6d B和10d B的增益,同时二阶峰的信噪比获得提升,最高可提升2d B。利用二阶峰解调获得了系统的最小可探测声压0.3m Pa/Hz1/2@16Hz。（3）基于电子束蒸发工艺设计制备了550 nm新型Cr/Ag/Au复合声敏薄膜,20 nm的Cr作为粘附层,提高光刻胶和金属之间的粘附性;500 nm的Ag作为形变层,可低温蒸镀的特点可以尽量减小由于温度变化带来的薄膜应力累积,提高灵敏度与转移成功率;Au作为抗腐蚀层,提供高反射率的同时延长使用寿命。利用复合薄膜制备了基于35%反射率镀膜光纤的10mm高灵敏度超大膜面积的高精细度EFPI声波传感器,在2～250Hz范围内响应平坦,一阶峰灵敏度超过-105d B re 1rad/μPa,二阶峰灵敏度超过-100 d B re 1rad/μPa。（4）搭建了非共振式光声光谱气体检测系统,详细介绍了系统的组成部分比如光源、滤光片和光声池。设计并制备了基于镀膜光纤的超大膜面积超高灵敏度EFPI声传感器,分别对C2H2和CO2气体进行浓度检测。对于C2H2气体,一阶峰和二阶峰响应灵敏度分别为4.5×10-4rad/ppm和9.1×10-4rad/ppm,检测限分别为9.6ppm和7.5ppm,二阶峰检测限降低25%。实测CO2气体一阶峰和二阶峰的响应灵敏度分别为3.16×10-3rad/ppm和6.43×10-3 rad/ppm,检测限分别为2.5ppm和2ppm,二阶峰检测限降低20%。