基于飞秒激光与纳秒激光协同多光子诱导荧光的火焰中氢原子瞬态检测

为了准确测量碳氢燃料燃烧过程中原位氢原子,提出了飞秒-纳秒激光协同激发的氢原子瞬态在线探测策略。以243 nm的飞秒激光经过双光子过程将基态氢原子激发到2S能级,随后这些氢原子再被656 nm的纳秒激光激发到3P能级,通过探测3P-2S的荧光发射,实现了宽当量比范围的氢原子无干扰瞬态在线测量。实验结果表明:通过飞秒-纳秒协同的方式,可以有效降低激光光解产生的氢原子对原位氢原子探测的干扰。

基于飞秒激光成丝测量燃烧场温度

激光诊断技术是燃烧温度场无干扰在线测量的主要手段,开发精确的燃烧场温度测量技术对于研究燃烧基础问题具有重要意义.目前,基于激光的燃烧场测温技术大多以纳秒激光作为光源,基于飞秒激光的测温技术相对较少.本文开发了一种基于飞秒激光成丝的燃烧场温度测量方法.飞秒激光在光学介质中传播时,会形成一条具有一维长度且强度均匀分布的光丝,由于光丝内的功率密度极高,足以通过光解和激光诱导光化学反应等方式将原子/分子激发到高能级,进而向低能级跃迁时释放荧光.通过相机收集荧光信号即可获得光丝的空间长度,光丝的长度与光学介质的温度密切相关,将光丝置于已知温度的燃烧场中,可获得不同温度下的光丝长度,结合理论推导,对实验数据进行拟合,可获得光丝长度与温度的定量关系,进而实现燃烧场温度的测量.