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气相多原子分子光谱一直是人们了解物质性质和内部结构的窗口，在化学和物理研究中扮演了举足轻重的角色。气相直接吸收光谱技术能够直接获取分子数密度和温度等参数的信息，被广泛应用于环境监测、医疗诊断、燃烧诊断、安检等领域。与其它直接吸收光谱技术相比，光腔衰荡光谱技术(Cavity RingdownSpectroscopy，CRDS)对激光器出光功率波动免疫，灵敏度较高，显示出旺盛的生命力。本论文展示的工作致力于发展光腔衰荡光谱技术:结合波分复用技术，发展了一套多波长多组分同时探测快速腔长扫描CRDS系统，用于同时测量多种气相分子的浓度。 首先，系统性地介绍了光腔衰荡光谱技术理论，并根据激光关断方式的不同研究了快速腔长扫描光腔衰荡光谱技术。基于PZT快速腔长扫描方法，搭建了一套快速腔长扫描cw-CRDS痕量气体检测装置。研发了的模拟锁频跟踪电路，通过自动改变PZT调制信号的偏压实现了腔长对激光波长变化的跟踪，提高了衰荡信号产生的效率。比较了使用不同类型、不同波长的激光器产生的空腔衰荡时间的变化，用ALLAN方差分析了装置稳定性，并的得到了系统的最低探测极限为6×10-10cm-1。 其次，研究了快速扫描CRDS系统在测量单一种类分子中的应用。分别选择HITRAN数据库适合测量且干扰小的CO2、CH4吸收线。利用吸收线中心峰值对光的吸收进行光谱反演，通过测量多个光谱点确定吸收线中心吸收峰值和激光波长，反馈补偿激光中心波长使其稳定在吸收线处，成功解决了由于激光器严重波长/频率漂移导致不能持续准确测量问题。利用标准浓度的气体样品，校准了吸收峰谱线强度。通过实时光谱拟合，实现了对室外空气中的CH4浓度进行长时间监测。 最后，基于搭建的快速腔长扫描装置，主要研究了多波长多组分痕量气体同时探测快速扫描CRDS方法。研究了多组分气体测量结构，简要介绍了实验原理以及方法研究，然后对多组分(CH4，CO2，NH3)同时探测的实验结果进行了分析，验证了CRDS多组分同时测量方法的可行性。