分子光谱的研究是人们研究分子的内部结构、运动规律以及物化特性的重要手段。它广泛应用于从科学实验到生产领域的物质分析和检测。光谱技术是分子光谱研究的必要手段,高灵敏光谱技术可以促进分子光谱的研究。因此,高灵敏光谱技术的研究也是分子光谱研究的一个重要环节。 本论文提出并实现了高灵敏高分辨的光外差—速度调制光谱技术（OH-VMS）,获得了近红外波段的O₂⁺和O₂^-转动光谱,并从理论上分析了OH-VMS信号线型为Gauss线型的二次微分线型。理论与实验均表明,室温下其测量灵敏度为～3.4×10^-8（1s积分时间）。 本论文利用光外差—速度调制光谱技术分别以CO和CO₂为母体气体Penning放电产生的CO⁺为研究对象,研究了放电电流、混合气体分气压等实验条件对光谱信号强度的影响,优化了实验参量,并利用实验结果开展了等离子体参量的不介入诊断工作,拟合了CO⁺的转动温度、正柱区中的电场强度、电子温度等等离子体参量。该方法作为一种较好的不介入光谱诊断方法,在等离子体诊断中有着非常重要的意义。 近年来兴起的腔衰荡光谱技术（Cavity Ring-down Spectroscopy）已经发展成为一种探测微弱吸收的主要手段,除可应用于光谱研究外,还可以应用于定量分析、痕量探测,使之得到广泛应用。常规的腔衰荡光谱技术由于有腔损耗所引起的直流项的测量,制约了其测量灵敏度的进一步的提高。本论文提出了光外差一腔衰荡光谱技术,由于克服了直流项的测量,预期其测量灵敏度可以与量子噪声极限同一量级。但受外加工等客观因数的限制,本论文仅作了一些理论及前期实验的工作,