本发明结合可调谐半导体激光吸收光谱技术和计算机断层扫描技术，提供了一种用于燃烧流场二维重建时的光线分布优化方法，该方法包含光线矩阵计算步骤、燃烧流场重建步骤和光线分布优化步骤。第一步，将被测区域离散化，预设光线空间分布方式，计算光线穿过离散化区域的长度，得到光线分布矩阵；第二步，选择合适的吸收谱线，计算初始气体分布模型的光线投影结果，利用代数迭代算法重建被测流场的温度和浓度，计算重建误差和标准差；第三步，采用自适应模拟退火方法全局搜索得到最佳光线的分布范围，再采用序列二次规划方法局部搜索得到最佳的光线分布。