噪声免疫腔增强光外差分子光谱(NICE-OHMS)作为世界上最灵敏的光谱技术可以被应用到痕量气体检测、 频率标准、 原子分子光谱以及超灵敏引力波测量等领域中, 高精细度谐振腔吸收池的使用在增长激光与腔内物质相互作用路径的同时, 极大的提高了腔内激光功率, 这就会饱和低气压下的气态样品吸收线从而获得亚多普勒光谱结构, 因此NICE-OHMS技术不仅具有高灵敏、 还具有超高分辨的优点。该研究基于光与二能级分子相互作用的密度矩阵理论对NICE-OHMS技术中包含亚多普勒的多普勒展宽光谱线型进行了理论推导, 获得了光谱线型的表达式, 同时以该表达式对光谱线型进行了数值模拟, 其中调制频率、 饱和参量、 频率调制系数分别设置为384 MHz, 10和0.2。由模拟结果可见吸收光谱由两个边带的吸收信号构成, 在包络上存在四个亚多普勒饱和结构; 色散光谱由载频以及边带的色散三者决定, 并在包络上存在五个亚多普勒饱和结构, 获得了与已有实验一致的结果。最后重点分析了不同探测相位、 不同饱和参量下的NICE-OHMS光谱线型尤其是亚多普勒结构的变化, 由于饱和参量按照调制系数分配给载频和边带, 因此虽然载频饱和参量很大, 但NICE-OHMS吸收光谱幅度变化不大, 主要是由于该光谱信号只与边带饱和参量有关, 可以看出NICE-OHMS多普勒展宽信号具有饱和效应免疫的特性, 与已有实验结果也符合较好。为更进一步的实验研究提供了必要的理论基础。

由电光调制器（EOM）中双折射效应及线偏光不完全沿EOM调制方向诱发的残余幅度调制(RAM)使频率调制（FM）光谱技术在微量气体检测中的应用受到极大的限制。 基于光场与晶体相互作用及光学干涉原理推导出存在RAM时FM光谱的线型表达式, 确定出输入线偏光角度、 EOM中双折射效应、 FM系数等是影响线型的主要因素, 且当入射EOM光的偏振角度偏离调制方向越大, 双折射效应引起的特征偏振方向相位差越大, 线型扭曲越严重; 同时在FM色散光谱中存在一个受两者影响的直流偏置; 最后给出通过伺服控制这两过程可以达到抑制RAM的目的。 这些现象及线型的分析将为基于光纤器件的FM光谱提供必要的理论支持。

频率调制(FM)光谱技术中由于激光偏振态变化产生的残余幅度调制(RAM)使其在微量气体检测中的应用受到极大的限制。理论上详细分析了这一过程产生的原因，获得了存在RAM时FM光谱线型的表达式，同时给出N.C.Wong和J.L.Hall(W-H)方案抑制RAM后的FM光谱线型表达式；在实验上通过对乙炔气体的测量获得了存在RAM时的光谱线型，同时采用W-H方案对RAM进行了抑制，并获得了优化的光谱线型；最后基于理论结果对实验线型进行了拟合，两者差值小于信号峰峰值的4%。