刘晶儒 胡志云

(西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024)

1 引 言

燃烧是当今世界上能量转换的主要方式之一，广泛应用于能源、电力、交通运输等重要领域。燃烧又是多学科交叉的领域，涉及工程热物理、化学、流体力学、地球物理、生态学等学科。国际上，许多发达国家从20世纪80年代起就大力开展燃烧理论、实验及诊断技术研究，并在工业发动机研发及其相关领域得到广泛应用。我国对燃烧领域的研究起步较晚，但近年来开始快速发展。燃烧领域事关国家安全和经济社会发展的全局，有效地利用能源、提高燃烧效率和减小燃烧产生的污染至关重要，而面临的主要挑战源自对基础燃烧现象的理解。

激光燃烧诊断技术是以激光器件、光谱物理、光电探测、数据图像处理等为基础的非接触式测量技术，当前已发展成为燃烧实验研究的主要测量工具之一。与传统的接触式测量手段相比，其具有如下优势：首先，它是非侵入式测量方法，对燃烧流场基本没有扰动，测量结果能更好地反映真实的燃烧过程；其次，测量信息丰富，可获取燃料雾化、流动速度、燃烧场温度及组分浓度等各种信息，有利于较全面地了解燃烧过程；第三，它具有很高的时空分辨力，其时间分辨力可以达到纳秒甚至飞秒量级，空间分辨力可以达到毫米甚至微米量级，可为认识和理解发动机湍流与燃烧相互作用提供信息；第四，能够用于燃烧流场参数的可视化测量，结合图像处理与图像显示等手段，可以显现燃烧场的各种变化特性。……