黄 安，许振宇，夏晖晖，姚 路，阮 俊，胡佳屹，臧益鹏，阚瑞峰*

1.中国科学院合肥物质科学研究院，安徽光学精密机械研究所，环境光学与技术重点实验室，安徽 合肥 230031 2.中国科学技术大学，安徽 合肥 230026

引 言

可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)是利用气体分子在红外光谱区的特征吸收谱信息，进行待测气体组分浓度、温度、气体流速和压力等参数测量。该技术作为一种非侵入式测量技术具有环境适应性好、速度快、灵敏度高等优点，集成的测量系统简单、易实现小型化[1-2]。TDLAS技术是开展燃烧流场诊断理想的手段之一，近年来，TDLAS已经在超燃冲压发动机、旋转爆震发动机、航天发动机等燃烧器上应用。例如，2016年，Kurtz等设计一套TDLAS系统，选择氧的吸收谱线，测量了超燃冲压发动机在模拟的低压高空飞行状态的燃烧流场，测试结果表明系统有良好的热稳定性和足够的信噪比[3]。2016年，Ron等在激波风洞中对航天器缩比模型点火实验，研究发现尾焰循环气流温度随模拟高度增加而增加，并与CFD模拟结果一致[4]。2016年，Keith等实现旋转爆震发动机时间高分辨原位吸收光谱测量，研究了空气质量流量、当量比和空气注入面积对燃烧温度的影响[5]。

目前，国内外将TDLAS应用到各类燃烧器的研究主要集中在某一位置横截面的场分布重建[6-7]，流场的诊断主要是燃烧时的火焰状态和温度[8-10]，研究沿来流方向流场分布状态和冷流燃气分布的工作较少。本文基于TDLAS的波长调制技术，针对燃气轮机燃烧室内流场沿气流方向的演化过程测量的需求，为研究燃烧室内燃料掺混状况，选用中心波数为6 045.96 cm-1的吸收线测量CH4浓度分布；……