分子光谱学自从诞生以来,就是研究分子内部结构和性质最重要的手段之一,在物理、化学、天文以及环境科学等研究领域发挥着重要的作用。关于大气分子吸收光谱的研究,可以帮助人们更好地认识大气辐射平衡,此外对于行星大气的研究也有着重要的作用。在众多的吸收光谱技术中,光腔衰荡光谱技术由于其很高的灵敏度,近年来得到快速的发展。本论文的主要工作,就是利用光腔衰荡光谱技术研究部分大气分子的振转光谱。我们获得了大量新的光谱数据,并大大提高了一些大气分子光谱数据的精度。第一章简单介绍高分辨振转光谱学的研究概况、高分辨分子吸收光谱技术、几种常见的分子光谱线型函数以及线形多原子分子的红外振转光谱理论。第二章介绍一套可以用液氮冷却的低温差分吸收光谱装置,并用它测量了81K温度下甲烷同位素CH3D在1.58μm波段6099-6530cm-1的吸收光谱,最小可探测吸收系数αmin≈5×10-8cm-1.实验共测得液氮温度下6099-6530cm-1范围内的9000多条谱线,同时测量了室温下6200-6400cm-。范围内的5500条跃迁谱线。通过拟合同一条谱线两个不同温度下的强度,推算出这条跃迁谱线的下态能级,进而可以模拟81K到294K之间任意温度的光谱。其结果将有助于构建此波段的CH3D的光谱理论模型。这对于土卫六等富含甲烷的行星大气研究有着重要意义。第三章介绍利用连续光腔衰荡光谱技术测量了13C1602气体分子在806nm附近的三个振动谱带,分别是两个冷带10051.00001、10052-00001以及一个热带11151.01101。对这三个谱带的谱线进行分析,得到谱线的位置、强度以及上态能级的振转参数,其结果的精度比文献结果提高了约一个量级。第四章研究N2O气体在6950-7653cm-1的连续光腔衰荡光谱,探测到最小吸收系数αmin≈5×10-8cm-1.能探测到的最小的谱线强度为1×10-29cm/molecule。实验共测得7203条谱线,其中包含氧化二氮的四种同位素分子14N14N16O、14N15N16O、15N14N16O和14N14N18O,谱线的位置精度达1×10-3cm-1。根据有效哈密顿模型预测值,对实验所得谱线进行归属,共得到95个谱带,其中大部分谱带都是第一次被发现,通过拟合可以得到各谱带上态的振转参数。第五章介绍高灵敏、高精度的光腔衰荡光谱技术(CRDS)及其应用。由于具有很长的有效吸收光程(可以达到几十公里),CRDS技术具有很高的探测灵敏度。为了同时实现高精度测量,我们发展了通过超稳腔来对扫描激光的频率进行锁频和定标的技术,使得对所测谱线的位置能够达到亚MHz的测量精度。利用这套光谱仪,在低气压室温条件下,我们测量了H216O分子在784-795nm的73条强度大于1×10-25cm-1/(molecule-·m-2)的谱线,谱线位置的相对精度达到1×10-9。同时我们也测量了室温下12C16O2分子在782nm附近的10051-00001谱带的55条谱线的绝对位置、压力位移系数、强度和自碰撞加宽系数。