共振稳定自由基在燃烧化学、星际化学和大气化学领域具有重要作用。研究共振稳定自由基的高分辨光谱有助于理解其成键规律和电子能级信息,同时为天文观测和研究燃烧动力学机理等提供理论和实验支持。本论文利用激光诱导荧光技术和光腔衰荡光谱技术开展了1,4,6-庚三烯基（C7H9）、茚基（C9H7）、茚离子（C9H8+）和1-茚满基（C9H9）的高灵敏气相光谱研究,并搭建了一套射流搅拌反应器-光腔衰荡光谱实验装置,用于在线测量碳氢燃料燃烧过程中的中间体。论文的主要成果与创新总结如下。1.1,4,6-庚三烯基的高分辨光谱研究。利用狭缝射流等离子体技术结合光腔衰荡光谱技术在590-630 nm波段首次记录了 1,4,6-庚三烯基（C7H9）A2B1-X2A2跃迁的吸收光谱。基于量化计算的基态X2A2和激发态A2B1的振动频率和Franck-Condon分析,对实验观测谱带进行了振动归属,确定了激发态V14和v15两个振动模式的频率。通过对A2B1-X2A2跃迁000谱带的转动分析,获得了 1,4,6-庚三烯基态X2A2和激发态A2B1的光谱常数。基于当前实验结果结合丙烯基（C3H5）和1,4-戊二烯基（C5H7）的光谱参数,确定了长链多烯烃（C2n-1H2n+1）自由基的基态和第一激发态的能级带隙。2.茚基和茚离子的气相光谱研究。茚分子（C9H8）和其衍生自由基或离子在星际化学中扮演着重要角色。利用狭缝射流等离子体结合腔衰荡光谱技术分别研究了茚基（C9H7）在430-470 nm波段和茚离子（C9H8+）在550-580 nm波段的电子跃迁吸收光谱。通过对实验光谱的分析,获得了茚基和茚离子的转动常数、振动频率和能级位置。利用实验获得的光谱常数推测出茚基和茚离子在弥散星际介质中可供观测的分子柱密度上限。3.1-茚满基的高分辨光谱及其稳定性研究1-茚满基（C9H9）是苄基发光基团,其气相光谱对于揭示苄基发光基团成键机理和稳定性具有重要意义。利用激光诱导荧光技术在473 nm波段对1-茚满基A2A"-X2A"电子跃迁000谱带开展了高分辨转动光谱研究,获得了 1-茚满基基态X2A"和第一激发态A2A"的转动常数。采用密度泛函方法计算1-茚满基基态构型、分子轨道组态和电子自旋密度分布。结果表明,1-茚满基的成键特征和未成对pπ电子的离域性质与苄基相似,1-茚满基的未成对pπ电子的离域增强了自由基的共振稳定能。4.射流搅拌反应器-腔衰荡光谱实验装置的搭建。碳氢燃料热解中间产物的测量是构建燃烧化学模型的关键。我们搭建了一套用于在线分析燃料分子热解反应中间产物的射流搅拌反应器-腔衰荡光谱实验装置。该装置可以模拟碳氢燃料分子在300-1200K条件下的预点火反应,实现对反应中间体的在线光谱检测。选取丁烷低温氧化反应体系对装置进行了测试,在线探测了 CH2O、H2O和CH4分子等反应产物,其中探测的CH2O浓度为8 × 1015 molecule/cm3。5.茚热解反应生成茚基的在线检测。茚分子是烃类燃料热解过程中的重要中间体,研究茚分子热解反应对于理解其化学反应动力学具有重要意义。利用射流搅拌反应器-腔衰荡光谱装置在430-470 nm波段分别研究了茚分子在无氧和贫氧条件下热解产生的茚基的光谱特征和稳态浓度。实验结果表明,在贫氧条件下茚分子生成茚基的效率比无氧条件高。利用实验获得的茚基光谱参数和理论计算的振子强度（f=0.016）,推测出茚基在射流搅拌反应器（反应器压力为1 bar）中的稳态浓度为3 × 1010 molecule/cm3。