激光冷却和捕获中性原子在过去的几十年里取得了重大进展。与原子相比,冷分子在冷碰撞和冷化学,以及在多体相互作用和基础物理中如寻找基本对称破缺等方面的应用都显示出了巨大的优势。另一方面,分子具有更复杂的能级结构,这对激光的直接冷却和捕获带来了巨大的挑战。近年来,极性双原子分子如SrF、YO和CaF已在直接激光冷却和磁光囚禁（magneto-opticaltrap,MOT）中得到了实验证明。此外,其他合适的候选分子也被科学家们陆续提出,如YbF、MgF、BaF、HgF甚至SrOH和YbOH,其中一些已经发现它们在寻找物理基本常数和精密测量电子电偶极矩（electron’s electric dipole moment,eEDM）等方面具有重要意义。碱土金属元素单氢化物（Alkaline-earth-metal monohydrides,AEMHs）MH（M=Be,Mg,Ca,Sr,Ba）广泛存在于太阳黑子、恒星、星云和星际介质中,其光谱数据在天体物理分析和模拟中具有重要意义,例如在对于矮星的光谱分析中,科学家们利用CaH的低重力光谱特征作为年龄指标,观察并分析各种矮星的光谱以研究其剩余年龄上限。更重要的是,AEMHs分子被提出可以作为激光冷却的候选分子。在以往的研究中,人们对AEMHs分子进行了定量的理论分析,展示了其势能曲线、振动跃迁和弗兰克-康登（Franck-Condon,F-C）因子等相关性质,并初步判定它们可以作为激光冷却实验的候选分子。但是,要进行分子激光冷却深度理论模拟甚至实验仅仅有这些数据是远远不够的。本文针对AEMHs分子X2∑1/2态的超精细能级、A2Π1/2←X2∑1/2跃迁的超精细跃迁分支比和基态塞曼效应等分子激光冷却的关键信息进行了较为深入的研究。本文通过莫尔斯势法、闭合近似法和RKR反演法证明了X2∑1/2-A2Π1/2冷却循环具有高度对角化弗兰克-康登因子矩阵,f00、f01、和f02三者之和大于0.9999,说明仅仅用三个波段的激光就可以散射几乎1 × 104的光子。我们用有效哈密顿量法计算了 MgH、CaH、SrH和BaH的分子X2∑1/2态的超精细能级结构和A2Π1/2（J’=1/2,+）←X2∑1/2（N=1,-）跃迁的超精细跃迁分支比。我们的研究结果不仅与MgH和CaH的超精细跃迁实验结果一致,而且给出了尚未被充分研究的SrH和BaH的超精细结构的相关计算结果。基于此,我们提出了边带调制方案,CaH和SrH至少需要两个电光调制器（electro-optical modulator,EOM）,而MgH和BaH至少需要三个EOM,以便完全覆盖来自|X,N=1,->态的超精细子能级,边带调制的失谐量均控制在3Γ之内。最后,我们分析了 |X,N=1,->态的塞曼结构以及J混态下的相关朗德g因子。本文的研究结果显示AEMHs分子:1、有高度对角化的F-C因子矩阵;2、短的激发态寿命;3、冷却循环体系的上下电子态之间没有对冷却效果产生较大影响的中间态;4、MH（M=24Mg,40Ca,88Sr,138Ba）总的核自旋均为1/2,超精细能级结构不复杂;5、弱磁场下基态的塞曼效应的线性程度非常高。这些结果进一步揭示了 AEMHs分子可以作为激光冷却实验甚至磁光囚禁实验的候选分子。此外,与碱土金属元素单氟化物（AEMFs）MF（M=Mg,Ca,Sr,Ba）相比,AEMHs比AEMFs的饱和光强更小,其对于激光器的功率要求更小,且可使用已商用的二极管激光器进行实验。进一步的研究显示,AEMHs分子有不可忽视的永久电偶极矩贡献,比如SrH和BaH,这使得它们能够在长相干测量时间下的精密测量实验灵敏度大大提高。分子激光冷却所需条件苛刻,找到合适的候选分子并非易事。我们在调研大量双原子分子的基础上,结合对AEMHs分子研究时所采用的一系列方法,发现CdH分子满足激光冷却所需的条件,如高度对角化的F-C因子矩阵（A-X跃迁）、短的激发态寿命等。此外,CdH分子基态的塞曼效应的线性程度非常高,这对于未来其应用MOT来说是非常有利的。本文在诸多的双原子分子中觅得上述可能被激光冷却的候选双原子极性分子,其研究成果有助于解释天体物理学中的光谱数据,有助于设计与激光冷却和磁光囚禁相关的实验系统,并有助于进一步研究超冷分子碰撞和基础物理测量。