光学气体检测在环境污染、工业过程控制、医疗诊断等领域应用较广。基于光谱吸收的气体检测技术是通过检测样气透射光强的变化来实现气体浓度的测量。与传统方式相比,该技术具有高精度、低交叉敏感、快速响应,易于成网等优点。其中窄带光谱吸收技术采用低成本的宽带光源,且可以利用滤波器选择不同的吸收峰实现不同气体的检测,具有非常好的工业应用潜质。本文提出了基于共轭干涉滤波的光学气体传感方法,该方法是利用光谱吸收和双光束干涉,实现了共轭干涉滤波器,该滤波器能通过对应吸收气体吸收光谱的光,而反射其他波长的光,从而获得与气体吸收谱线反转的梳状光谱。由于气体吸收谱线本质稳定的特性,滤波器将输出稳频的梳状光谱,并且通过更换滤波器中气体种类能输出对应气体的输出光谱。该方法能有效的压缩宽带光源的谱宽,大大提高气体检测灵敏度,且能解决气体检测中选择光源的问题。首先,以分子光谱理论、比尔朗伯定律为基础,分析了气体吸收线的谱线(线型、线宽、展宽)等理论,研究了基于光谱吸收的气体浓度检测技术。根据HITRAN数据库以及傅里叶红外光谱仪对气体吸收谱线的相关参数进行了确定。研究了温度、压力等因素对谱线展宽以及吸收系数的影响,为选择滤波器的物理参数提供了理论依据。其次,研究了共轭干涉式滤波器π相移实现方法的研究。通过对共轭干涉式滤波器结构的设计、比较以及讨论,确定其结构。并通过对输出光强的仿真、实验比较对滤波器参数进行确定,从而最终能输出稳定的π相移滤波输出。再次,研究了基于共轭干涉式滤波器的窄带稳定输出光源,包括线性腔单波长、多波长窄带光源,以及基于光纤环形腔的单波长、多波长窄带输出光源。该窄带光源的输出光能完全对应气体吸收峰的窄线宽以及中心波长,光强稳定,能有效的应用在(多)气体浓度检测上。最后,本文基于差分检测方案以及共轭干涉式滤波器的稳频输出光构建了单一气体检测系统以及多气体检测系统。对系统中的窄带光源、吸收气室、数据处理等关键器件以及关键技术进行分析。并设计了一种基于光纤空芯光子晶体光纤的气室结构,给低损耗、长光程气室提供方向。与此同时还采用了气体传感系统微弱信号的检测方法,能有效抑制噪声,实现输出信号的光谱重现,实验结果表明,气体检测的灵敏度和信噪比得到明显的提高。对单一气体和多气体共存情况下作了气体检测的实验,验证了该基于共轭干涉式滤波器的光纤气体传感系统,在多种气体混合环境下,可以完成对不同组分气体浓度的检测。