超高速喷雾流场高时间分辨成像与诊断技术

项目名称： 超高速喷雾流场高时间分辨成像与诊断技术

项目编号： No.61235003

项目类型： 重点项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 司金海

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 310万元

中文摘要： 发展超高速喷雾流场光学成像技术，对发动机的设计具有重要意义。在火箭等发动机超高速燃料喷雾的近场区，由于射流湍流强度大、液滴密度高，通常的流场观测技术无法适用。本项目针对超高速燃料喷雾流场光学成像技术目前存在的若干问题，提出通过超快光克尔门选通弹道光技术，实现对近场区的高时间分辨成像；利用波分复用结合偏振复用的多脉冲曝光技术，实现超短帧间隔的弹道光成像，使弹道光成像技术的功能扩展至能够测量超高速流场中粒子运动速度和加速度；通过超快光克尔门和空间滤波技术的有机结合、以及抑制超快光克尔门中自衍射效应的干扰，提高成像分辨率和信噪比；研究双光子诱导荧光技术，通过抑制激光诱导荧光诊断中普遍存在的荧光淬灭效应，提高对燃烧产物浓度的测量精度。展示基于多脉冲曝光技术的超快光克尔门选通弹道光成像系统，实现散射介质最大光学密度大于12，成像时间和空间分辨率分别优于0.5ps和20μm，帧间隔优于50ps。

中文关键词： 飞秒激光；弹道光成像；超快光克尔门选通成像；飞秒光丝诱导荧光；高速喷雾流场

英文摘要： Developing optical imaging technique for observation of ultra-high-speed spray flow field has very important significances for engine designs. However, traditional optical imaging techniques can not be applied to the near-field region of ultra-high-speed

英文关键词： Femtosecond laser；Ballistic light imaging；Ultrafast optical Kerr gated imaging；Femtosecond filament-induced fluorescence；Ultrahigh-speed spray flow field