自由基一般被认为是引发各种化学反应过程的重要活性物种,而低温等离子体可产生大量活性物种,引发一系列在常规手段下难以进行的物理-化学过程,因此对等离子体中自由基的浓度进行原位定量诊断就成为研究和改进等离子体工艺,探索等离子体中基元物理-化学过程的重要手段。由于等离子体中自由基具有很高的反应活性,因而浓度较低,这就需要采用灵敏度较高的诊断技术。光腔衰荡光谱技术是上世纪八十年代末兴起的一种全新的激光吸收光谱技术。与传统的吸收光谱技术相比,光腔衰荡光谱技术具有极长吸收程和对光源光强波动不敏感两大优点,因此具有极高的探测灵敏度,特别适合痕量物质的检测。本论文将光腔衰荡光谱技术与微波放电技术相结合,对微波放电等离子体产生的OH自由基进行光腔衰荡光谱原位定量测量。实验中利用OH基电子态（X²Π_i）v′=2←v″=0泛频谱带,求得OH电子基态振动基态不同转动能级上的粒子数分布,计算了OH自由基的数密度,通过玻尔兹曼图解法对OH的转动温度进行了计算,考察了OH自由基数密度随气压和放电功率的变化情况。结果表明:在H₂O/N₂放电条件下,微波功率为500 W时,气压由5 Torr升至30 Torr,则OH自由基数密度先增加后减少,并在15 Torr时出现最大值;气压为15 Torr时,数密度随微波功率的升高而增加。当体系中加入少量的O₂或He时,OH自由基数密度分别在3%（O₂）和1%（He）出现极值。另外,本文也对腔增强吸收光谱技术进行了初步的实验,结果表明:腔增强吸收光谱具有较高的灵敏度,而且具有实验简单,易于操作的优点。