精密光谱一直以来都是研究原子分子结构、探索物理化学问题的重要手段。分子吸收强度的高精度测量可以实现痕量分子的定量分析;分子跃迁频率的高精度测量可以作为频率基准、检验物理定律,甚至于探索标准模型之外的新物理。中红外波段(400-4000 cm-1是大量分子基频振转跃迁所在波段,在分子光谱研究中受到极大重视。但该波段分子光谱测量精度常常受限于缺乏窄线宽的中红外可调谐相干光源。本文的主要工作是搭建具有高频率精度的可调谐窄线宽光参量振荡激光光源系统,并结合高灵敏的光腔衰荡光谱技术,开展高精度分子光谱研究。本论文的主要内容如下:第一章从分子跃迁的强度和频率两个方面,简要介绍了高精度分子光谱的重要意义。特别介绍了在高精度跃迁频率测量当中所经常采用的饱和吸收光谱方法。第二章从原理和装置两方面详细介绍了在本工作中用作中红外激光光源的光参量振荡器,以及利用光学频率梳对光参量振荡器绝对频率进行高精度标定的方法。第三章介绍了我们所搭建的注入锁定式的窄线宽光参量振荡光源,并用该装置示范性地测量了甲烷和乙烯分子的两根跃迁的饱和吸收光谱。实验表明,光谱测量频率精度在kHz水平。第四章介绍了所搭建的光梳锁定的窄线宽光参量振荡光源与光腔衰荡光谱相结合的光谱测量装置。分析了腔长调制对所测光谱的多普勒频移效应。利用所搭建装置,分别测量了 N2O分子在2.7微米附近的两条振转跃迁的饱和吸收光谱。实验表明所测定的跃迁中心频率精度达10 kHz,示范了该系统的高精密光谱测量能力。第五章对本工作进行了总结,提出了对所搭建实验装置的近一步改进方案,即光腔锁定的中红外光腔衰荡光谱探测系统,并展望了本系统能够实现的一些重要的研究目标。