随着光纤传感技术的发展,近红外光谱吸收型光纤气体传感器的研究在国内外得到了迅猛发展。然而现有的检测灵敏度受到吸收路径长度的限制,研究新型的光纤气体传感器具有十分重要的意义。利用光子晶体波导可以在室温下实现光速变慢,且结构紧凑。光子晶体结构具有多样性,用光子晶体波导替代传统气体吸收池用于光纤气体传感系统中,利用其慢光效应,将大大提高气体的吸收作用,使检测系统的灵敏度得到极大提高,同时能减小气体吸收池的体积。为高灵敏度、微型化气体传感器的设计提供了可能,具有非常重要的应用价值。本文提出将光子晶体槽波导慢光应用于光纤气体浓度检测的新理论、新技术和新方法。主要研究内容包括：(1)基于光子晶体慢光波导的新型光纤气体传感系统设计。分析了光子晶体的基本特性与光子晶体波导产生慢光的理论,在这基础上推导出了慢光技术对气体吸收作用的影响,并设计一种基于光子晶体慢光波导的高灵敏度、微型化光纤气体传感系统。之后又分析了系统在实际应用中需要考虑的问题。(2)宽带、低群速度、低色散的光子晶体慢光波导的设计。分析总结了当前光子晶体慢光波导的研究现状,对文献报道的各种结构慢光波导进行了对比。在这基础上,提出了一种简单的光子晶体槽波导结构,通过移动光子晶体槽两边的空气孔位置来获得宽带慢光。采用平面波展开法并结合有限时域差分法,对光子晶体槽波导的特性进行仿真、优化和设计。仿真结果表明,这种新型的槽波导可以产生带宽在2.85nm以上,同时群速度可降至c/100以下的慢光现象。(3)低损耗光子晶体槽波导的设计。总结并分析了当前提高光子晶体与普通单模光纤耦合效率的方法。在这基础上提出一种谐振耦合结构,仿真结果表明,其耦合效率可以达到90%。(4)设计并搭建了光纤乙炔气体检测系统,实现对乙炔气体浓度的初步测量实验。首先,设计了合理的配气系统及气室结构;接着,对乙炔气体浓度进行测量实验。由实验数据可以算出,气体的分辨力可达500ppm,稳定性为2.27%,重复性误差为3.38%。