随着经济社会的快速发展，工业化程度日益加深，大气污染愈加严重。一氧化碳（CO）是大气主要污染物之一，因此，CO的有效动态监测是一个具有重大意义的课题。传统的电式气体传感器在使用过程中可能会产生电火花并甚至爆炸；而光学传感器采用光作为信息载体，因此可以应用于在密闭或者危险环境中的检测。本文主要针对CO气体光学传感器的理论和实验设计进行研究。本文的主要工作内容如下：1、分析研究了CO气体传感器的背景、意义和发展现状。简要描述了气体传感器的原理和分类，着重论述了几种典型CO气体的光学检测方法，为基于红外光谱的CO气体传感器的制作奠定了理论基础。2、简单介绍了气体分子吸收光谱原理，并对基于气体分子吸收光谱理论的比尔－朗伯（Beer-Lambert）定律进行了详细的介绍。利用哈佛大学的HITRAN软件结合气体分子吸收光谱理论着重讨论了CO气体的红外吸收谱线。论述了光谱吸收型CO气体检测系统的原理，并对差分吸收型传感系统的数学模型进行了分析。3、详细介绍了两种基于光谱吸收型的CO浓度检测系统。一种基于中红外光源（中心波长4.45um），设计了光源驱动电路和光电探测电路，提高了系统的精确性能，采用ARM9开发板作为数据处理单元，保证了数据处理的实时性，并设计了上位机用户图形界面以便于直观地显示CO气体浓度和输出电压的关系，系统的相对误差在10-3量级。另一种基于近红外光源（中心波长1550nm），设计了一种串联自聚焦透镜组的反射式气室，提高了系统的灵敏度，相对误差在10-2量级。最后分析了这两种CO气体检测系统的实验结果，对各自的特点进行了总结，并对两种检测系统进行了比较。本论文的研究内容，不仅丰富了CO气体传感理论，而且为基于红外光谱吸收型的CO气体传感器的进一步研究和投入实用奠定了基础。