涡度相关系统是测量水、热和痕量气体通量最直接和最可靠的仪器。基于可调谐半导体激光吸收光谱原理，设计了一种用于测量大气边界层痕量气体通量的新型开路式气体分析仪。通过选择不同的吸收线，可以测量不同痕量气体通量。以4990 cm-1二氧化碳吸收线为例，实验表明，该气体分析仪的采样频率可以达到10 Hz以上，与基于非分散红外原理的涡度相关系统气体分析仪Li-7500对比，测量精度相当，可以达到5×10-7。该分析仪的频率和精度满足构建涡度相关系统的仪器要求，可以用于边界层痕量气体通量的测量。

采用波长2 μm附近的可调谐半导体激光二极管作为光源，结合多步吸收光程和光纤传输技术，通过激光吸收光谱直接测量方法对CO2分子浓度进行测量研究。实验在标定了激光器调谐范围内17条CO2吸收谱线的波长及相应的吸收带跃迁的基础上，研究了不同压力下纯CO2气体在2008 nm附近的吸收光谱，由吸收信号随气体压力的变化关系得到低气压下实验装置的系统刻度因子。并进一步对样品气体的CO2浓度进行测量，测量给出CO2分子浓度为(2.754±0.145)×1016 cm-3，测量误差主要来源于目前实验中所使用的气压计的精度和读数局限性。该研究为气体分子浓度测量、同位素含量分析提供了一种光谱测量方法。