刘尊辈，蔡 毅,2，刘福平，马俊卉，张猛蛟，王岭雪*

（1.北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081；2.中国兵器科学研究院，北京 100089；3.云南北方驰宏光电有限公司，云南 昆明 650214；4.常熟理工学院 电子与信息工程学院，江苏 常熟 215558）

1 引言

火焰燃烧时发出的辐射主要包括黑体辐射和自由基辐射两大类[1]。黑体辐射覆盖紫外到红外波段，常用于非接触式辐射测温[2]，而自由基辐射是火焰中自由基非稳态电子跃迁后发出的特定波长的辐射，带宽窄，通常位于紫外和可见光区域。常见的自由基有OH*基、CH*基、CN*基、基等[3]。同时获取多个自由基的辐射强度可以推算自由基所占的比例，判断燃烧反应的阶段，进而分析燃料的组分、控制燃烧的进程，这是目前发动机燃烧诊断的研究热点之一[4]。本文研究的分孔径紫外多波段成像光学系统，只使用一个探测器就能同时获取308 nm的OH*和390 nm的CN*自由基的辐射强度及其在火焰中的分布情况，为计算燃空比和燃烧完全度等反映燃烧质量的重要参数提供参考，此外，通过获取240～280 nm“日盲”紫外图像判断火焰是否存在，获取300～360 nm“可见盲”紫外图像与自由基辐射图像并进行对比，可以更直观地了解自由基辐射在火焰中的空间分布情况，为紫外波段的火焰光谱分析和燃烧诊断提供光学探测手段。

分孔径成像是多波段成像的一种技术路线，其特点是在一个探测器上同时获得多波段的图像，相比多探测器成像[5]和分时滤光成像[6]，具有体积小、成本低、实时性高等优势[7]。……