內容簡介：可調諧激光吸收光譜（TDLAS）技術因其靈敏度高的特性而被廣泛應用于氣體探測領域。然而在實際應用過程中，氣體檢測極限常受到激光器控制穩定性和鎖相放大器性能的影響。針對這一問題，設計并實現了一套基于FPGA的甲烷氣體檢測電路系統。該電路系統集成了激光器電流驅動、溫度控制模塊以及鎖相放大模塊，可以調節激光器驅動電流并保持激光器溫度穩定，同時實現調制解調功能。實驗結果表明，將激光器驅動電流設定為62.5 mA時，輸出電流波動為±1.5 μA；將激光器溫度設定為30 ℃，溫度波動為±0.0063 ℃。使用光程為15 m的吸收池，通入2-20 μmol/mol濃度的甲烷依次解調二次諧波信號，甲烷濃度為20 μmol/mol時計算求得單個周期二次諧波信號信噪比為42.66 dB，由此可得檢測下限為146.98 nmol/mol。在20 μmol/mol甲烷濃度條件下進一步地連續測量并計算Allan偏差，作圖得到249 s時Allan偏差為17.25 nmol/mol。結果表明該電路系統具有較高的甲烷探測靈敏度。