CARS(Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy),相干反斯托克斯拉曼散射,是一种可以应用于燃烧场温度测量的光谱技术,具有对燃烧场干扰小、结果分辨率高、信号采集效率高等优点。飞秒激光技术的发展促进了飞秒CARS和飞秒/皮秒CARS在测温领域的应用,飞秒CARS可以有效抑制非共振背景噪声,实现高时空分辨率的燃烧场温度测量,而基于飞秒/皮秒CARS燃烧场的测温可以实现实时探测以及瞬态温度的测量。本文以麦克斯韦方程和物质方程为基础,通过推导非线性效应方程及三阶非线性极化率得到了CARS信号光的光强表达式并确定了三束光的相位匹配关系。在此基础之上,引入飞秒/皮秒CARS概念并推导了三束光电场频域分布及加入分子响应后的CARS信号强度表达式。根据推导出的CARS信号强度表达式对影响信号强度及谱线线型的参量进行了分析,并确定了理论计算与实验数据拟合时需要用到的参量取值。实验上首先通过计算设计出三束光的相位匹配方案;之后利用飞秒激光器作为光源,利用步进电机平移台对延迟时间进行调节,利用光谱仪系统对信号采集和分析,通过整个实验系统的搭建,最终得到了燃烧场不同温度下的CARS信号。根据得到的理论计算结果,通过逐步调整拟合温度范围的策略实现了理论与实验数据的拟合,并得到了较为准确的瞬时温度测量值,拟合结果误差在预期范围之内。之后,对理论实验拟合过程中出现的误差进行了详细分析,并给出了解决方案,为未来的研究工作提供了参考。