受益于激光光源的发展，以腔增强、腔衰荡吸收光谱技术为代表的高灵敏度光谱技术已成熟应用于痕量气体探测。腔增强光谱技术由于具有实验装置相对简单、成本低、灵敏度高、鲁棒性等特点，使之在痕量气体探测方面越来越受到人们的青睐。本文主要围绕腔增强光谱技术及其应用开展研究，取得的主要成果如下:　　(1)利用分布反馈式(DFB)二极管激光器为光源，搭建了一套2μm波段的离轴腔增强输出光谱装置，详细介绍了装置搭建过程以及其中光路部分的精细调节，介绍了对于不透可见光的F-P腔的调节方式，分析了各个方面对离轴腔增强装置探测产生的噪声，以及降低噪声的处理方法。　　(2)实验中利用离轴腔增强实验装置测量了实际大气中CO2的浓度，首先使用Hitran数据库模拟了2μm波段附近实际大气吸收光谱，寻找到一条其它谱线对其影响较小的CO2吸收谱线。实验中为了获得准确的结果需要对镜片进行反射率的标定，由于腔镜反射率会随着腔内压力的变化略有不同，所以测量了多个压力下的腔镜反射率，为后续浓度测量提供了依据。选取频率在4994.1134cm-1处的甲烷谱线来对腔镜进行标定，在腔内充入高纯甲烷气体，测量了不同压力下的腔镜反射率。当腔内压力为3.59 kPa时，标定的镜面反射率为0.99865，在此条件下，基长55 cm的离轴积分腔可实现407.4 m的吸收光程。　　(3)利用自行搭建的离轴腔增强装置，选取CO2在4993.7431 cm-1处的吸收谱线对实际大气中的CO2浓度进行了测量，探测限为0.53 ppmv（1σ），为进一步提升测量灵敏度，利用小波去噪对光谱信号进行了去噪处理，信噪比提高了80％，探测限提高到了0.29 ppmv(1σ)。利用测量装置测量了从上午9时到中午12时实际大气中CO2的浓度，并与H2O/CO2分析仪进行了同步观测与对比分析，初步验证了测量装置的可靠性。