可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）是目前发展得最为成熟的高精度有毒有害气体浓度检测技术之一。TDLAS技术具有光源线宽窄、响应速度快、检测灵敏度高、抗干扰能力强、成本功耗低等诸多优势,因此被国内外研究机构和厂商广泛地应用于高精度有毒有害气体浓度的检测领域。本文通过对TDLAS技术的深入研究,设计并研制了可以同时测量CO、HCl、NO、NH₃、CH₄、CH₃COCH₃和HCHO共7种有毒有害气体的多组分高精度有毒有害气体浓度检测系统样机。本文首先详细分析了TDLAS技术的检测原理,比较了两种基于TDLAS技术的浓度检测方法:直接吸收差分检测（DOAS）和波长调制谐波检测（WMS）。直接吸收差分检测（DOAS）适合高浓度的检测（浓度在百分之一级别）,而波长调制谐波检测（WMS）则适合低浓度的检测,灵敏度很高,浓度检测精度可以达到ppm甚至更低的级别。由于本文针对的是ppm级别的低浓度的有毒有害气体的检测,因此选用了WMS技术作为实际多组分高精度气体浓度检测系统样机设计的理论依据。本文从样机的各个组成模块入手,深入研究了光源控制模块、气体吸收模块、信号接收模块与数据处理模块四大模块的工作原理以及设计方案。其中光源控制模块采用采用低频三角波和高频正弦波叠加的电流调制方式调制DFB激光器,TEC热电致冷器进行温控;气体吸收模块设计了抗干扰F-P滤光片用于屏蔽热辐射和电磁辐射的干扰;信号接收模块采用数字锁相放大算法代替传统的锁相放大器硬件,排除了硬件噪声干扰,具有可维护性和可拓展性;数据处理模块的上位机软件采用MFC框架编写,拥有良好的人机交互体验,可以实时监测气体浓度,校准零点和采集数据。本文对样机进行了实验测试,分析了浓度检测精度、单点光谱响应时间、非线性度和浓度检测范围四个关键参数,结果表明该样机可以实现7种有毒有害气体的低浓度高精度检测。最后分析了样机性能上的不足之处,并对日后样机系统的性能提出了改进意见。