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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0．1cm^-1，光谱采样频率10Hz，单次测量时间10ns，测量误差小