燃烧诊断中,火焰温度和组分浓度是十分重要的物理量。例如,通过监测燃烧产物的浓度、温度等关键燃烧参数,可对燃烧过程以及燃烧器性能进行评估,从而判断燃烧器的燃烧效率和运行状况,预测燃烧性能变化趋势,对燃烧器的设计提供参考,进而提高燃烧效率。同轴层流扩散火焰是一种基础燃烧研究中常用的标准实验室火焰,通过测量该火焰中二氧化碳分子的温度和浓度分布,可了解其中的火焰结构和燃烧化学性质。本研究基于二氧化碳气体v3基础吸收带的直接吸收光谱使用4.2 u m的带间级联激光器(interband cascade laser)测量乙烯同轴扩散火焰的温度场和火焰中CO2气体的浓度分布。二氧化碳气体在4.2 μm附近的v3基础吸收带带头部分对温度变化敏感,且不受碳烟和周围环境的干扰。本研究通过实验测量了此吸收带通过轴对称的层流同轴扩散火焰的沿路径积分吸收信号,然后利用阿贝尔逆变换算法重构出不同高度火焰径向的二氧化碳吸收光谱,进而结合HITRAN数据库拟合得到火焰中二氧化碳气体浓度和温度场的分布。传统的阿贝尔逆变换方法如Onion-Peeling方法存在放大实验噪声的问题,针对这一问题,本研究采用Tikhonov正则化方法,对病态矩阵问题进行优化,从而实现高精度的阿贝尔逆变换计算。为了验证所采用的正则化方法的有效性,数进行了数值模拟验证。通过本实验获得的同轴扩散火焰的温度分布与文献中通过双线原子荧光测量的相同工况的同轴扩散火焰的温度分布吻合。