光频梳作为当今激光与时间频率科学的前沿技术,有效链接了电磁频谱中的光学频率与微波频率,以一种简单而巧妙的方式提供了高精准频率源。随着光梳技术不断推陈出新,光梳光谱技术快速发展,其中双光梳光谱技术备受关注。它以双路光梳光源为核心,采取无机械扫描的并行多外差检测方式,具有高频率分辨、快速测量等技术优势,近年来在大气成分测量、痕量物质检测等领域得到了广泛应用。文章首先介绍了光频梳技术和双光梳技术的基本原理,梳理了单腔双光梳的产生方式和技术优势。其次,基于单腔双光梳技术原理,实验搭建了1.5和2μm工作波段的自由运转双向锁模光纤激光器,分别获得了输出中心波长在1569 nm和1958 nm的双向孤子锁模,重复频率为50 MHz和122 MHz,输出频差范围分别为50 Hz-110 Hz、540 Hz-2 k Hz。然后,基于1.5μm锁模激光器,搭建了双光梳气体探测实验平台,该平台能够稳定运行9小时以上。在气体谱线校准方面,提出利用人工智能算法进行脉冲对齐的信号处理方案,对携带气体吸收信息的双光梳干涉信号实现算法校准。最后,实现了对12CO气体在波长范围1564-1570 nm内吸收谱的测量,将结果与HITRAN气体吸收谱线数据库对比,在频率位置、形状和强度上均吻合得较好。本文将自由运转双光梳光谱技术与基于人工智能算法的信号处理技术相结合,提出并验证了一种新型自由运转双光梳光谱仪的实现方式,为智能分析任意气体吸收谱线奠定了技术基础。