O2+分子离子是低空电离层存在的一种非常重要的离子。它存在于气体放电过程中、燃烧过程中和各种天体中。它的光谱研究,特别是高分辨的转动光谱,在相关领域具有广泛的应用。　　本文着重研究O2+分子离子电子二重态和四重态的高振动激发的热带转动光谱。通过对O2与He的混合气体Penning放电生成O2+分子离子,采用高灵敏度的光外差-速度调制光谱技术（Optical Heterodyne Velocity Modulation Spectroscopy简称OH-VMS）,在11900～12800cm-1范围内测量了O2+分子离子第一负带和第二负带系的吸收光谱。标识了O2+分子离子第二负带系A2∏u-X2∏g（4,20）带的136根谱线。运用非线性最小二乘法整体拟合了（4,19）、（6,20）和本文（4,20）带共3个带,得到上态v′=4与下态v″=20的完整的精确分子常数,分子常数的精度或多或少地获得了提高。　　此外,标识了属于O2+分子离子第一负带（b4∑g--a4∏u）（2,7）带的32个支带的200多根谱线,运用非线性最小二乘法拟合得到上态v′=2与下态v″=7的精确分子常数。并且利用最新的平衡振动常数计算了O2+四重态b态和a态的RKR势,由此计算了四重态跃迁的不同振动带的Frank-Condon因子和带源。最后,实验上观测了氧分子负离子的振转光谱并进行了初步分析。