高分辨率红外分子光谱可以用来测量和监测大气中的痕量气体成分，是一种有效的技术手段。激光外差光谱技术具有高的光谱分辨率和高的灵敏度，它随着窄线宽激光技术的发展而重新焕发了生机，激光外差探测方式不同于普通的直接探测方式，参与光电转换的辐射不仅有信号光还包括了本振激光，信号光中所包含的大气成分的吸收信息在探测过程中会被本振光放大，输出的电信号有着更高的功率和信噪比。激光外差技术的这些特点决定了其非常适合应用于微弱光信号的探测或者宽带光的高光谱分辨率光谱信号的测量，在大气科学、天文观测等诸多领域具有巨大的应用前景。　　论文围绕红外激光外差光谱技术开展研究，论文的主要研究工作及取得的创新成果如下:　　(1)建立了一套高分辨率的红外激光外差吸收光谱实验系统，讨论了各组成单元的参数特性，及其对激光外差系统性能的影响，详细地研究了外差测量系统的各个环节噪声水平，分析了实际激光外差信噪比与理论计算之间差距的原因。　　(2)利用1273K高温黑体作为模拟目标光源，测量了积分时间为5s、探测带宽为60MHz下的外差信号，得到的外差信号信噪比为87，并以CO2为目标气体获取了CO2气体的外差吸收光谱信号，分析了激光外差装置的光谱分辨率，约为0.0078cm-1。　　(3)研制了一套高精度的太阳跟踪系统，实现了0.07mrad的太阳跟踪精度，优于目前商业化太阳跟踪仪。　　(4)利用红外激光外差光谱系统测量了4.3μm波段实际大气透过光谱，并与傅立叶变换光谱仪的结果进行了对比。　　首次提出并建立了激光外差技术与波长调制技术相结合的实验装置，实现了波长调制方式下激光外差光谱的二次谐波信号的观测。