自从1975年原子激光冷却的思想被提出之后,中性原子的激光冷却、囚禁与操控取得了一系列重要的研究成果。近年来,中性分子激光冷却的相关研究引起了人们浓厚的兴趣。分子丰富的内态结构、大的永久电偶极矩、长程相互作用及其各向异性的性质等,使冷分子具有重要的科学意义和应用前景,例如超冷化学、超越标准模型的物理研究、多体量子系统的模拟和量子信息处理等。不同于原子,分子内部存在复杂的自由度,这使分子冷却十分困难,因此分子激光冷却是一项机遇与挑战并存的研究工作。本文主要聚焦于MgF分子同位素光谱和共振辐射偏转的理论与实验研究,为实现分子的磁光囚禁奠定了坚实的基础。从分子束源的探测优化、MgF同位素分子的能级结构、振转光谱与超精细光谱、弗兰克-康顿（FC）因子的理论计算与实验测量、激光冷却的准闭合跃迁循环和共振辐射偏转等方面进行了深入研究。首先,本文介绍了用于产生MgF冷分子束的束源系统、实验所使用的激光器与稳频系统以及分子探测方法。基于激光诱导荧光（LIF）探测方法,介绍了测量分子束纵向平均速度、纵向速度分布和转动温度的方法,依据这些分子束性质,改变束源腔结构,分析了不同结构参数对分子束的影响。最终选择了适合激光冷却的腔体结构,产生了符合实验要求的MgF冷分子束。其次,对MgF同位素分子的光谱进行了理论与实验研究。分别对三种同位素分子的能级结构进行了分析和计算,测量了~2Π1/2-(3~2Σ1/2跃迁的振转光谱,并得到了分子常数。利用LIF探测的方法扫描了三种分子的低转动态超精细光谱,使用有效哈密顿量的方法计算了(3~2Σ1/2态的超精细结构,并通过求解密度矩阵方程计算散射光子数得到了光谱强度,理论与实验光谱具有很好的一致性。再次,是关于MgF分子A-X跃迁的FC因子的研究。通过Rydberg-Klein-Rees（RKR）反演方法对FC因子进行了理论计算,借助色散荧光谱测量FC因子为f00=0.972,f01=0.028,这与理论计算的结果是一致的。当施加一个主泵浦光和两个再泵浦光时,进入振动暗态前MgF可以散射50,000个光子。还介绍了一种利用饱和荧光光谱的功率展宽来得到FC因子和自发辐射速率的实验方案,并得到初步结果。经验证,MgF分子具有高度对角化的FC因子,是适合激光冷却的候选分子。最后,通过~2Π1/2（′=0,′=1/2,+）-(3~2Σ+1/2（′=0,=1,-）跃迁构建了MgF分子激光冷却的光学跃迁循环,并实现了在共振辐射力作用下的横向偏转。通过加入v10再泵浦光、边带调制以及磁场使得跃迁准闭合,利用LIF信号增强的现象证明了闭合跃迁循环的可行性,实验结果与求解4+13多能级模型密度矩阵方程的理论预测结果一致。在此基础上,增加分子与激光的相互作用时间,实现了MgF分子束的横向偏转。实验结果表明,每个分子散射了200个光子,光子反冲动量累积产生了～4.9 mm的偏转,散射速率估算为9 MHz。这是实现激光冷却的关键一步,为之后的实验提供了实验依据,并奠定了坚实的基础。