为了解决相干反斯托克斯喇曼散射(CARS)光谱CARSFT计算程序在温度拟合过程中, 对初值依赖大、测量光谱信噪比差、不易收敛的问题, 通过分析非线性迭代算法, 采用了阻尼最小二乘算法对氮气CARS光谱进行温度拟合。针对CARS理论光谱计算公式较为复杂的特点, 采用数值差分的方式来获得迭代计算时所需要的设计矩阵。分析了横向偏移、纵向偏移和温度三个主要参量对拟合残差的影响, 发现纵向偏移的初值设置对温度拟合影响较大。拟合温度2000 K时的标准理论CARS光谱, 设置偏离较大的初始值, 采用阻尼最小二乘法获得了较好的结果。迭代计算167步后, 温度拟合为2 005.6 K, 残差为0.027 463。拟合光谱信噪比较差的CARS光谱, 阻尼最小二乘法也能稳定收敛。结果验证了阻尼最小二乘法对初值的依赖不大, 并且当拟合谱信噪比较差时也能收敛, 可用于在恶劣环境下CARS测量光谱的拟合。

报道了采用单次脉冲非稳腔空间增强探测-相干反斯托克斯喇曼散射(USED CARS)技术诊断常压下固体燃剂瞬态燃烧场温度和氮气浓度.采用宽带USED CARS技术,在固体燃剂瞬态燃烧场获得了较高信噪比的单次激光脉冲氮气Q支CARS实验谱,用CARS理论计算软件拟合CARS实验谱,给出了固体燃剂瞬态燃烧场温度和氮气浓度在不同高度的分布,固体燃剂燃烧场温度约2 250K、氮气相对浓度16%～20%.

用单脉冲交叉相干反斯托克斯喇曼散射技术测量了两种不同固体燃剂的瞬态燃烧场的温度.对燃烧场进行了优化,给出了在燃烧场中取得的部分典型单脉冲CARS光谱及其理论拟合结果,得到了燃烧场的温度及其随高度的分布;稳定燃烧时两种燃剂燃烧场的温度基本保持不变,平均值分别为2 260,2 090K;测量了实验的纵向空间分辨率.结果表明,BOXCARS技术能较好地完成复杂的瞬态燃烧场温度的测量工作.

设计了一种利用光参量振荡器(OPO)来代替染料激光器的宽带相干反斯托克斯喇曼散射(CARS)光谱测温实验装置.为了提高CARS测量温度的精度,测量和分析了检测系统中狭缝函数对测量结果的影响,确定了狭缝函数的具体形式.将测量结果与热电偶读数比较,发现在温度范围300K～1200K内,温度测量的不确定度小于2%.

在理论上提出了利用两光束CARS/CSRS方法测量超短脉冲激光的三阶相关函数。实验上在几种样品中测量了CARS/CSRS的时间特性,得到了泵浦光脉冲,SCDL输出光脉冲以及受激喇曼散射光脉冲的宽度。

采用具有高空间分辨率的空间交叉BOX CARS相位匹配方法,完成了对NO气休室温下、Q支(v=0→v=1)振转CARS谱的测量,研究了它与NO气体压强及激光线宽的关系.从CARS基本理论出发,考虑到激光线宽及不同线型,计算出理论曲线,与实验谱线进行了比较,洛伦兹线型的理论模拟和实验结果符合较好.