分子光谱学是人们用于研究分子与分子之间以及分子与辐射之间相互作用的重要手段,对于分子光谱的研究与理论诠释,一方面可以使人们获得分子内部结构的信息,另一方面可以帮助人们进一步了解分子与周围环境的相互作用关系。近些年来,光谱学的实际应用范围越来越广泛,在全球温室气体的排放监控、大气污染物的监测、天文观测及太空探索等方面起到了越来越重的作用,而这些应用都依赖于精确可靠的光谱数据参数。光腔衰荡光谱技术具有灵敏度高、响应时间快、精密度高等特性,在高精度的光谱参数测量方面逐渐成为主流方法之一。本论文的主要工作是利用光腔衰荡光谱法来研究大气小分子的高精密吸收光谱,并对测得的光谱进行解析。包括对光谱谱线的振转归属以及高精度光谱参数的获得等。第一章首先简单介绍了分子光谱学的基本理论和发展过程,随后简述造成谱线展宽的常见因素,以及考虑这些因素之间不同相互作用机制而得出的不同光谱线形的基本理论。在实验技术方面简要回顾了一部分常用的分子吸收光谱技术的原理和发展。最后重点介绍了光腔衰荡光谱技术的发展历程、测量原理以及相应的装置结构细节。第二章是对于现有的测量大气中痕量物质含量的光腔衰荡光谱装置的一个综述。包括相关的大气化学研究背景、化学过程。分温室气体、总活性氮、挥发性有机物、自由基以及其他反应性气体和气溶胶等几大类简单分析了这些物质在大气中影响大气组分、改变空气质量的机制,并总结了目前己有的测量装置的检测波段及检测极限。第三章介绍了使用光腔衰荡光谱法对于富含17O的水样品在12 055-12 260 cm-1范围内的光谱测量及分析工作,共得到了 1554条谱线,归属了其中1420条谱线的振转信息,并首次得到了 H217O的110个能级数据。第四章介绍了 14N216O分子00°3-00°0谱带部分谱线的高精密光谱研究工作。在实验方面,使用与光频梳拍频的激光锁频光腔衰荡光谱装置测量了其中88根谱线的多普勒极限光谱,以及20根相对独立谱线的氮气展宽光谱。使用Voigt线形拟合前者,得到了不确定度在亚兆赫兹范围的谱线位置数据,分别使用Voigt、Rautian、qSDV线形拟合后者,得到了不同线形下的氮气压力展宽及压力位移系数,相对不确定度在1-2%。第五章是对本文中工作的总结,以及对未来的进一步拓展研究进行了展望。