采用光束传输法分析了横向啁啾体布拉格光栅的衍射特性，实验研究了横向啁啾体布拉格光栅外腔二极管激光器的功率特性、光谱特性和波长调谐特性，数值计算和实验结果表明：横向啁啾体布拉格光栅的峰值衍射效率随着入射光束在啁啾方向上尺寸的增大而降低，光谱选择宽度随着入射光束在啁啾方向上尺寸的增大而增大；当横向啁啾体布拉格光栅的啁啾方向与二极管激光器的快轴方向一致时，外腔二极管激光器的外腔效率为85%，在808.05 nm 处的输出激光光谱宽度为0.27 nm；当横向啁啾体布拉格光栅的啁啾方向与二极管激光器的慢轴方向一致时，外腔二极管激光器的外腔效率为89%，在808.05 nm 处的输出激光光谱宽度为0.3 nm，两种外腔激光器都较好地实现了约15 nm 波长调谐范围，且在整个调谐范围内输出功率波动范围分别小于1%(快轴方向一致)与1.5%(慢轴方向一致)。

搭建了一套基于LabVIEW的实时、在线气体高分辨率光谱探测系统，采用离轴入射腔增强吸收光谱技术，将外腔式二极管激光器(ECDL)作为激光光源，实现了粗细两种扫描方式的光谱测量，获得了CO2分子在6358.65 cm-1处的弱吸收谱峰、吸收光谱强度、线宽与气体浓度的关系，采用该吸收峰使整个系统的最小探测灵敏度达1.1×10-6 cm-1。在波数为6450～6530 cm-1范围内，所获得的CO2分子振动转动光谱与模拟结果基本一致。实验结果表明该系统不仅可行，而且具有较高的探测灵敏度和光谱精度，能满足气体不同光谱的探测需求。

利用波长调制技术以及数字PI控制器将外腔二极管激光器(ECDL)稳定到1.6μm处的甲烷气体吸收线上.稳定后的激光频率波动小于5.6MHz,相对于自由运转时的160MHz有了很大提高,而误差信号的Allan方差均方根(即稳定度)在平均积分时间为64s时达到最小值1.66×10-11.从理论上定性分析了频率稳定度受到的各种限制因素,最后得出本实验中频率稳定度主要受频率调制和探测器噪声限制的结论,同时给出了提高频率稳定度的方法.被稳定的激光器主要用于为甲烷气体浓度监测提供频率参考.