阻尼最小二乘算法CARS光谱温度拟合

摘要：

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.

关键词：激光燃烧诊断、相干反斯托克斯喇曼散射技术、阻尼最小二乘算法、光谱

所属期刊栏目：24

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家重点实验室基金项目SKLLIM1000901;国家重大专项基金

在线出版日期：2013-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2565-2570