超冷分子与精密测量、量子计算和量子通讯等诸多应用领域息息相关，因此近年来分子体系的冷却引起了人们的广泛关注。然而由于内态结构的复杂性，分子体系的激光冷却十分困难，目前仅有极少数分子实现了激光冷却。我们使用包含旋轨耦合效应的高精度从头算和动力学方法研究了一系列分子的激光冷却可行性，寻找到了新的适合激光冷却的对象:CaCl、CaBr、CuF和SiO+，提出了中性分子平动冷却和分子离子内态冷却的机制，设计了检测分子体系冷却效果的方案，主要内容如下:　　(1)纳入旋轨耦合效应并采用高精度的icMRCI+Q方法研究了CaCl的9个Λ-S态及13个Ω电子态。计算得到的束缚态光谱常数和辐射寿命与现有实验值吻合很好。基于包含旋轨耦合效应的计算结果，我们进而研究了CaCl直接激光泠却和超冷Cl原子制备的可行性。我们发现计算出的A2Π1/2(v)←X2∑+1/2(v)的Franck-Condon因子和振动分支比高度对角化;计算出的A2Π1/2(v=0)态的辐射寿命为28.2 ns。以上特征无疑保证了CaCl可被快速激光冷却。此外基于计算出的电离势，我们提出了多光子电离的方案用以检测CaCl平动冷却前后的内态布居变化。对于超冷Cl原子的制备，我们提出了超冷CaCl母体零能光解的多脉冲激发机制。我们的研究结果揭示了制备超冷CaCl和Cl原子的可行性。　　(2)使用高精度的从头算和动力学方法研究了CaBr的直接激光冷却和零能光解。我们的计算结果揭示了A2Π1/2(v =0) ←X2∑+1/2(v=0)跃迁的如下特征:振动分支比为0.970、急速的光子散射以及零干扰态。基于CaBr跃迁性质的研究，我们提出了CaBr的三激光冷却机制。此外，我们还研究了超冷CaBr的基态振转能级和近收敛振转能级布居转移可行性并预测超冷Br原子可以通过一个以旋轨态为中间态的零能光解机制来制备。　　(3)使用纳入旋轨耦合效应的从头算方法研究了CuF直接激光冷却的可行性。我们使用了高精度的MRCI-F12+Q方法计算了CuF的7个Λ-S电子态及相应的Ω电子态。Ω态的计算结果不仅和现有的实验吻合很好，而且揭示了旋轨耦合效应对光谱性质的影响是显著的。我们发现:A1∑+0+(v=0)→a3∑+1，b3Π1,0+的辐射寿命远大于波长在可见光区的A1∑+0+（v=0）→X1∑+0+(v=0);A1∑+0+(v)←X1∑+0+(v)跃迁的振动分支比Rvv高度对角化，R00甚至达到了0.991。基于A1∑+0+(v)←X1∑+0+(v)跃迁的研究，我们进而提出了CuF的三光束激光冷却机制。本论文的研究成果可以为过渡金属化合物的冷却提供重要参考，有望激发超冷CuF实验的研究兴趣。　　(4)我们使用了高精度的icMRCI+Q的方法计算并拟合了对应于SiO+分子离子最低两个解离限的全部电子态的势能曲线。基于新拟合的SiO+势能曲线，我们计算得到了SiO+的B2∑+态的光解微分截面，发现在若干能量区域存在共振现象。我们通过计算22Π小阱区域的频率，对22Π出现的三个较强峰值给予了合理的指认和解释。此外，我们还研究了SiO+平动和转动冷却的可行性，并提供了检测SiO+内态冷却效果的机制。本论文的研究成果可以为SiO+平动和内态冷却提供重要参考，有望激发超冷SiO+实验的研究兴趣。