张振荣，李国华，胡志云，王 晟，叶景峰，陶 波，邵 珺，方波浪

西北核技术研究院激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024

引 言

相干反斯托克斯拉曼散射(Coherent anti-Stokes Raman scattering, CARS)是一种四波混频的非线性光学效应。CARS用于燃烧流场诊断时具有非常高的温度测量精度，同时还具有很强的抗干扰能力，已经成为各种燃烧流场温度和组分测量的重要工具[1-2]，虽然该技术已经产生并发展了半个世纪，但相关技术创新仍不断进行[3-4]。

时空分辨力是衡量光谱诊断技术的重要指标。CARS信号强度与所测分子数密度的平方成正比，在气体压力不变条件下，分子数密度与介质的温度成反比，当所探测的空间区域内存在温度梯度时，低温、高温CARS信号光谱相互叠加，产生空间平均效应[5-6]，会造成CARS光谱畸变，增加拟合难度和测量不确定度。由于低温CARS信号远强于高温条件下的CARS信号，因此低空间分辨条件下CARS信号通常表现出低温特性。此外，根据CARS理论，CARS信号强度还与探测区域长度的平方成正比，高空间分辨力对应低的CARS信号强度，以及低的单脉冲光谱信噪比，进而造成测量结果不确定度的增加，或是为了提高信噪比进行多脉冲平均从而导致测量时间分辨力的下降。对于空间分布均匀燃烧流场，适当降低空间分辨，有利于增强信号强度，提高单脉冲光谱的信噪比，从而实现高的时间分辨力和更高的测量精度。但现有CARS诊断系统不具有空间分辨力调节能力，要改变测量系统的空间分辨力，需要重新调节光路，甚至需要更换部分光学元器件。……