本文基于行星状星云的深度分光观测，围绕星云中探测到的暗弱发射线，对谱线的认证和测量，及其在研究渐近巨星分支星的核合成和行星状星云的物理和化学环境等方面开展了一系列开拓性的工作。 在引言中，对星云物理作了一个简要介绍，简述了从AGB星到行星状星云的演化理论和星云中的基本物理过程。 第二章利用氢巴耳末连续谱跳变和HeI复合线强度比计算了48个行星状星云的电子温度，并研究了星云温度起伏对HeI温度的影响。经过推导，我们发现可以通过比较HeⅠ温度Te(HeⅠ)和氢巴耳末温度Te(HⅠ)来分辨这两种解释的真实性。分析发现行星状星云中Te(HeⅠ)普遍比Te(HⅠ)低，平均差异为4000K。这与温度和密度起伏的预言相反，而与双成分模型的预言一致。通过比较Te(HeⅠ)和Te(HⅠ)，我们估算了缺氢气体成分的填充因子，虽然得到的值很低(～10-4)，然而它们的存在污染了观测到的HeⅠ发射线强度，从而导致星云氦丰度的高估。 第三章介绍了我们针对深度光谱中的弱发射线的认证和测量而开发的软件工具。我们发展的这套工具还对其它发射线气体星云的深度分光研究有广泛的应用前景。 第四章给出了在行星状星云光谱中探测到的比铁重元素的发射线，包括氪和氙的发射线。丰度分析显示在大多数行星状星云中氪和氙是超丰的，并且平均来说重和轻的s过程元素有较高的丰度比，[hs/ls]～0.4，表明行星状星云曾经历了强的中子辐照(neutronexposure)。 第五章利用[FⅡ]λ4789和[FⅣ]λ4060发射线测量了行星状星云中的氟丰度，结果表明在行星状星云中氟普遍超丰，从而为AGB星作为氟的一个主要产生源提供了新的证据。我们还发现[F/O]丰度比与C/O丰度比存在正相关，支持了氟生成于热脉动(thermallypulsing)AGB星第三次挖掘过程的理论。此外，WR(WolfRayet)行星状星云NGC40显示出较高的氟增丰，表明强的星风有利于氟的产生。 第六章给出了在其深度光学光谱中探测和认证的谱线表。光谱覆盖范围为3310到9160A，共探测到937条发射线。该谱线表对将来的分光研究具有重要的参考价值。 第七章对几个行星状星云比较了几种离子由发射线强度得到的辐射量度(EmissionMeasure-EM)和由观测同一离子紫外吸收线得到的柱密度，这实际等效于比较由发射线和吸收线观测分别得到的离子丰度。