氮气CARS理论光谱计算及在温度测量中的应用

基于量子理论,对相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)的机理进行了探讨,给出了氮气分子Q支CARS光谱的理论计算模型。进行了氮气分子拉曼散射截面、不同能级分子布居数密度差、振转配分函数及三阶非线性极化率的计算。仿真结果表明适当的简化能够大大缩短光谱计算的时间,并且与已有的结果比较接近,能够应用于CARS测量应用。介绍了能够用于瞬态温度场测量的单脉冲CARS装置,理论光谱分辨率可达0.1cm-1,轴向空间分辨率5mm,光谱采样频率10Hz。

氮气CARS理论光谱简化计算及应用

基于量子理论,对相干反斯托克斯喇曼散射(CARS)的机理进行了探讨,对氮气分子喇曼散射截面、不同能级分子布居数密度差、振转配分函数及三阶非线性极化率的计算进行了讨论。对氮气CARS理论光谱的计算进行了合理简化,并给出了计算模型。仿真结果表明,适当的简化能显著提高理论光谱计算速度。计算结果与其他文献中未简化的氮气CARS计算结果较接近,能用于CARS测量。设计了单脉冲CARS装置,并用简化模型进行了不同压力条件下实验研究。理论光谱分辨率0.1 cm-1,光谱采样频率10 Hz,单次测量时间10 ns,测量误差小于10%。