本文围绕如何提高波长调制光谱灵敏度和利用波长调制吸收光谱技术来测量分子光谱。本文介绍了吸收光谱研究的发展，并评述了各种相关的光谱技术及吸收光谱理论。详细讨论了波长调制光谱技术的测量原理及特点。从理论上分析了波长调制光谱技术的各种误差来源和实验中的改进措施。 本文详细讨论了几种如何提高波长调制灵敏度的方法，如：选择最佳调制系数、改善光学元件、平衡探测、数字信号处理等，使探测灵敏度在原有设备基础上提高了两个数量级。建立了一套高灵敏度可调谐半导体激光波长调制吸收光谱装置，结合公里级长程多通池，最小探测谱线强度达到～10-28cm-1/(molecule·cm-2)量级。 本文应用波长调制光谱技术对光谱参数进行测量，成功获得了近红外温室气体CO2和CH4的谱线参数。通过对CO2分子光谱的测量，发现了15条HITRAN数据库中没有报道的新谱线；通过对CH4分子光谱的测量，给出了HITRAN数据库中没有报道的更弱的谱线。