在吸收光谱领域特别是可调谐半导体激光直接吸收光谱（dTDLAS）技术中, 需要精确测量吸收光谱的积分吸光度值以精确反演出流场温度、 组分浓度等参数。 对于非均匀流场, 单光路吸收光谱测量时, 由于沿测量路径的谱线展宽随流场状态的变化而变化, 见诸文献的研究主要采用Voigt或Lorentz线型对吸光度曲线拟合处理或直接对吸光度曲线数值积分获取积分吸光度值, 针对方法可能引入的误差进行了模拟分析, 并提出Voigt线型两翼拟合吸光度的方法来获取吸收光谱的积分吸光度值, 以减小拟合误差。 采用流场测量中常用的H2O作为目标气体, 选取了8条具有不同低态能级的吸收线, 以实验室平焰炉为原型建立两种非均匀流场模型, 并通过分段法对流场非均匀性进行等效处理。 分别采用Voigt线型拟合法、 数值积分法和Voigt线型两翼拟合法模拟计算两模型的积分吸光度值, 通过与理论积分吸光度值对比得出各方法的误差大小, 从而确定出在不同的非均匀流场情况下相适应的积分吸光度值获取方法。

研究分布式反馈激光器的温度电流调谐特性及氟化氢气体在近红外波段的吸收线分布特征.利用归一化洛伦兹函数实现Voigt线型快速近似计算,并分析气体吸光度曲线的Voigt线型拟合以及波长扫描气体浓度反演算法.选择1.28 μm附近氟化氢气体单根吸收线作为目标吸收线设计可调谐二极管激光吸收光谱系统,对已知标准浓度氟化氢气体配置的不同浓度气体进行测量.系统的检测限达到1.12 ppm-m,且具有较高的测量准确度和长期稳定性,满足氟化氢气体实时在线监测的需要.

谱线线型是用于气体浓度测量中的一个重要参数。 本文基于温度(压强)变化会引起相应压强(温度)的变化这一点, 考虑温度和压强同时变化对气体线型峰值的影响。 通过分析氟化氢的吸收谱线, 发现可用Lorentzian线型来计算峰值吸收系数的温度和压强范围都扩大, 而Gaussian线型在绝大数情况下不能用来计算峰值吸收系数; 在一定的温度范围和压强范围内, 如果只考虑压强或温度的变化, 由此计算的三种线型峰值(Gaussian, Lorentzian和Voigt)的相对误差大于0.1。 因此, 在计算线型峰值时, 需考虑压强和温度同时变化对线型峰值的影响。 最后分别讨论了甲烷、 二氧化碳、 一氧化碳及一氧化氮, 得到与氟化氢结论相似的结论, 结论的不完全相同是由于每种气体在波数、 压力展宽系数、 相对分子质量及温度系数上的不同而导致。

利用得到的精确佛克脱线型的表达式,给出了计算佛克脱线型激光等离子体的光学深度的方法。以镁原子激光等离子体为例,计算了其光学深度的大小,基于此光学深度的值,计算了镁原子等离子体逃逸几率,所得结果与实验结果一致。指出了在不同线型下利用光学深度计算激光等离子体逃逸因子的方法。

为了分析激光雷达探测热层氦浓度的回归信号和信噪比，采用理论分析和计算机模拟的方法，得到了峰值有效后向散射截面的数量级约为10^－17m²的结果；在忽略背景噪声和考虑背景噪声的情况下，数值模拟研究了其回归信号的大小。结果表明，目前探测系统的信噪比是比较小的，要提高系统的信噪比，就要降低分辨率范围△z和延长积分时间τ。这一结果对激光雷达探测热层氦浓度有帮助。