按照量子力学理论,所有物质的分子都具有转动能级,分子在其转动能级上的跃迁所伴随产生的电磁波吸收或者发射光谱被称为分子转动光谱,而绝大多数分子的转动能级跃迁都会发生在30～300GHz的毫米波波段。转动能级跃迁所需要的能量远远低于分子振动能级或电子能级跃迁,这使得分子转动光谱仪器的光谱检测结果较其他类型光谱仪器有更好的分辨率和灵敏度。转动光谱仪作为精密的光谱检测分析设备,由其测量到的分子结构特征可作为量子理论计算的标准;另外由于毫米波转动光谱检测频段的特征性,其与射电天文观测、化学分析以及制药等领域息息相关,因此转动光谱仪的研制对诸多领域起着至关重要的推动作用。毫米波啁啾脉冲傅里叶变换（Chirped-pulse Fourier transform/CP-FT）类型光谱仪作为转动光谱仪的类型之一就是本论文研究的重点。本论文首先介绍了转动光谱学科的研究背景,并对国内外转动光谱测量仪器的发展进程进行简要分析。在了解国内外多种类型的转动光谱仪后,介绍本实验室研制宽带CP-FT转动光谱仪的基本工作原理。此外,对于不同的光谱研究对象,CP-FT转动光谱仪可联用多项技术来提高仪器的灵敏度和工作效率。而由于转动光谱仪器系统一般体积较大,不适合实地光谱测量,本文提出一种针对频率源的集成化设计,可代替光谱仪的两个核心部件:任意波形发生器与信号发生器,从而提高仪器的集成度和便捷度。对光谱仪的光路系统,本文中也设计了相应的高效吸收池,以便毫米波激发源与待测分子充分作用,达到增强光谱信号的目的。最终,在完成了毫米波CP-FT光谱仪的设计与搭建后,以叔丁基醇（Tertiary-Butyl Alcohol/TBA）和叔丁基氯（Tert-Butyl Chloride/TBCl）作为样品进行了毫米波转动光谱实验室测量,经分析拟合后得到TBCl及其同位素取代化合物的转动光谱参数和分子结构信息。通过与高斯软件计算数据相比较的一致性,验证了本实验室搭建光谱仪的优异性能。