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红外激光光谱技术是一种基于气体分子的基频强吸收特性的检测技术,由于其具有高分辨、高灵敏、快速检测等特点,被广泛应用于环境监测、工农业生产、医疗诊断等领域。本文基于红外激光光谱技术,结合目前的应用需求,搭建了气体分子同位素比值的测量系统。本文针对空气中水分子同位素比值的测量方法做了深入的研究。论文首先介绍了气体分子同位素比值测量原理,对几种不同的测量方法进行比较,分析出每种测量方法的优缺点。其次,论文介绍了构建系统所需元件的性能,特别对量子级连激光器与铅盐半导体激光器的性能做了对比。接着介绍了利用Labview编写的实时同位素比值的测量程序,此程序显著的特点是拟合程序模块中同时包含了四种拟合子程序,分别是高斯拟合、洛伦兹拟合、Psdvoigtl以及Psdvoigt2,以求方便快速地找到最佳拟合线型。最后,介绍了利用搭建好的测量系统对空气中水分子同位素比值进行测量的详细过程及其测量结果。测量系统是以液氮冷却的中红外连续波量子级联激光器为光源,结合了光程为76m,反射次数为238次的多程吸收池,测量了波段在1387.9cm-1-1389.2cm-1之间的水汽吸收线。此波段一共有九条水汽吸收线,包括HDO、H216O、H218O以及H217O的吸收线。基于谱线选取的原则,选取了七条谱线,测试了三段。在测试的波段内,除H2"O吸收谱线外均有较好的吸收特征。此外,用该系统还测试了在同一位置不同压强下的谱线的线型,分析其线宽的变化趋势以及测试过程中可能的误差来源。水分子同位素比值的测量结果分别为HDO/2[H216O]=164.7×10-6、H217O/H216O=256.16×10-6、 H218O/H216O=2006.62×10-6,且将测量值分别与海洋局标准值和L.Joly测量值进行对比,结果表明该测量系统的性能满足同位素比值精度的要求。