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本论文主要包括两个部分:一是基于室温连续波量子级联激光器光源，设计并搭建了一套测量HONO气体的系统，然后用该系统进行了HONO气体的探测和研究。二是利用室温操作的宽调谐差频产生中红外激光器系统进行痕量气体(HCl，CH2O，HONO)的探测。
OH自由基是光化学循环的主要物种之一，并对臭氧的形成有重要影响，从而导致所谓的“光化学烟雾”污染。OH自由基同时也影响着大气中烃类的氧化能力。气态亚硝酸是清晨和白天OH自由基的一个主要来源。因此，亚硝酸直接影响大气的氧化能力，同时也间接推动了由于氧化过程而产生的二次污染物的形成。大气巾亚硝酸浓度的精确测量需要仪器具备高的灵敏度和稳定性，以及好的时间和空间分辨率。本论文的主要工作之一就是设计一套以8μm(～1255cm-1)连续波量子级联激光器为基础对HONO气体进行探测的装置。并利用由H2SO4和NaNO2发生化学反应而产生的HONO气体估算和描述该装置的灵敏度和特性。产生的HONO浓度由一个溶蚀器系统和一个NOx分析仪来量化。在该量子级联激光器频率范围内(1254.6-1256.4cm-1)，只能从文献中查阅到HONO的5条吸收线线强，因此测量了HONO用于进行痕量探测的吸收线以及其他吸收线的相对频率和线强，得到的十九条较强吸收线的线强范围大约在(3-90)×10-21cm。用直接吸收光谱技术结合125m的多次反射池对HONO进行了痕量探测。为了提高灵敏度，开展了波长调制技术的实验研究，得到HONO的最低探测浓度(SNR=1)在1s的积分时间内为400ppt，适合进行外场测量。研究了由光学池壁表面而导致的HONO的衰减效应并得到一个反应率常数，这个常数可能有助于以后HONO的场测量，特别是用吸收池的测量。测量了实验室空气中的HONO和CH4，得到它们的室内浓度分别为116ppb和1.5ppm，相应的1s积分时间内1σ最小可以探测的浓度分别为396ppt和6ppb。
论文的另一部分工作是利用一个室温操作的，宽调谐窄线宽中红外差频产生光源进行痕量气体的探测。该中红外差频产生系统是以准相位匹配为基础，利用两台近红外半导体激光器作为泵浦源，在PPLN晶体中进行差频，得到的相关中红外差频输出范围为3.2μm到3.7μm。用该系统进行了HCl和CH2O气体探测，说明了该装置在工业和环境监测领域有一定的应用潜力。根据文献得到的HONO的另一个吸收带3590cm-1，设计了另一套以钛宝石激光器和掺Yb光纤激光器作为泵浦源的差频光源系统，用CO2气体进行了差频输出光频率校准，下一步的工作是进行HONO气体测量实验。