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CO2是实际大气中重要组成部分，在调节生物圈植被生长中发挥举足轻重的作用，要想分析生物圈中碳能量循环的运转机制和建立生态圈理论模型，十分需要测量CO2在不同时间和地点上浓度的变化。同时CO2也是人呼吸气体中重要的标志物，呼吸气体中CO2浓度的变化和身体状况有着紧密联系，对其在呼吸气体中浓度的检测对医学诊断也有着重要的意义。本论文主要对基于免标定波长调制技术的实际大气和呼吸器气体中的CO2浓度检测技术研究。
本文采用了免标定波长调制吸收光谱技术(CF-WMS)构建了一套基于中空光纤作为吸收气室的气体测量装置，并将其性能和需要标定的波长调制光谱技术(WMS)进行了对比。实验使用Hitran2012数据库数据对实验波段内CO2吸收进行仿真模拟，最终选取不会被环境气体吸收干扰的3663.85cm-1处的吸收峰。结果显示该系统Allan方差得到的稳定时间可以达到531s，当平均时间为1s时，系统采用免标定方法得到的探测极限是20.33ppmv,相较传统标定法的29.10ppmv高了1.43倍，系统采用免标定方法得到的Allan方差探测极限为0.91ppmv，相较传统标定法的1.31ppmv高了1.44倍，系统采用免标定方法得到的相对精度为1.7％，相较传统标定法的2.5％高了1.5倍。最后在冬季的某一天使用该系统对实际大气中的CO2气体浓度进行检测，当平均采集时间为1s时，连续采集10000个点，得到南昌冬季某天的大气CO2浓度。
同时改装该设备为可以测量呼吸气体中CO2浓度的系统，使用Hitran2012数据库数据对实验波段内CO2吸收进行仿真模拟，选取不会被呼吸气体中其他气体吸收干扰的3661.637cm-1处吸收峰，使用用免定标波长调制光谱技术对呼吸气体中的CO2浓度进行测量，并使用Allan方差对该系统性能进行评估，并与传统标定法进行比对。实验结果显示，使用CF-WMS时，该系统探测精度为10.07ppmv，相较传统标定法的探测精度21.45ppmv，前者精度是后者的2.13倍，在平均时间为0.54s时，采用CF-WMS和传统标定法的Allan方差探测极限分别为9.26ppmv和17ppmv，在平均时间为最佳平均时间26s时，采用CF-WMS和传统标定法的Allan方差探测极限分别为1.3ppmv和1.8ppmv，CF-WMS技术测量灵敏度为WMS技术测量灵敏度的1.4倍。
本文采用了免标定波长调制吸收光谱技术(CF-WMS)构建了一套基于中空光纤作为吸收气室的气体测量装置，并将其性能和需要标定的波长调制光谱技术(WMS)进行了对比。实验使用Hitran2012数据库数据对实验波段内CO2吸收进行仿真模拟，最终选取不会被环境气体吸收干扰的3663.85cm-1处的吸收峰。结果显示该系统Allan方差得到的稳定时间可以达到531s，当平均时间为1s时，系统采用免标定方法得到的探测极限是20.33ppmv,相较传统标定法的29.10ppmv高了1.43倍，系统采用免标定方法得到的Allan方差探测极限为0.91ppmv，相较传统标定法的1.31ppmv高了1.44倍，系统采用免标定方法得到的相对精度为1.7％，相较传统标定法的2.5％高了1.5倍。最后在冬季的某一天使用该系统对实际大气中的CO2气体浓度进行检测，当平均采集时间为1s时，连续采集10000个点，得到南昌冬季某天的大气CO2浓度。
同时改装该设备为可以测量呼吸气体中CO2浓度的系统，使用Hitran2012数据库数据对实验波段内CO2吸收进行仿真模拟，选取不会被呼吸气体中其他气体吸收干扰的3661.637cm-1处吸收峰，使用用免定标波长调制光谱技术对呼吸气体中的CO2浓度进行测量，并使用Allan方差对该系统性能进行评估，并与传统标定法进行比对。实验结果显示，使用CF-WMS时，该系统探测精度为10.07ppmv，相较传统标定法的探测精度21.45ppmv，前者精度是后者的2.13倍，在平均时间为0.54s时，采用CF-WMS和传统标定法的Allan方差探测极限分别为9.26ppmv和17ppmv，在平均时间为最佳平均时间26s时，采用CF-WMS和传统标定法的Allan方差探测极限分别为1.3ppmv和1.8ppmv，CF-WMS技术测量灵敏度为WMS技术测量灵敏度的1.4倍。