隨著激光燃燒診斷技術(shù)的不斷發(fā)展,該技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于多種燃燒學(xué)關(guān)鍵參數(shù)的測量當(dāng)中。在這些測量技術(shù)中相干反斯托克斯拉曼散射（Coherent Anti-Stokes Raman Scattering簡稱CARS）技術(shù)由于其具有測量準(zhǔn)確、信噪比高等優(yōu)勢而被廣泛的應(yīng)用于燃燒流、非燃燒流的溫度、組分濃度、壓力等重要參數(shù)的測量當(dāng)中。而近年來隨著飛秒激光技術(shù)的發(fā)展,飛秒CARS由于其具有高重頻、低干擾等優(yōu)勢而被廣泛關(guān)注。結(jié)合先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等先進(jìn)動力裝置研究中對受限空間、大溫度動態(tài)范圍條件下迫切的高時空分辯溫度測量需求,本文重點(diǎn)開展了基于飛秒/皮秒混合CARS技術(shù)的受限空間溫度測量理論和實(shí)驗研究工作。基于飛秒CARS自身時域敏感特性,采用時域非線性光學(xué)模型對飛秒CARS進(jìn)行了理論描述。針對現(xiàn)有飛秒CARS模型對受限空間影響的輸入脈沖特性未充分考慮的問題,在時域非線性光學(xué)模型中加入對輸入脈沖延時抖動、輸入脈沖啁啾等參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的模型實(shí)現(xiàn)了對受限空間條件下窗口材料色散、脈沖延時抖動等效應(yīng)的理論描述。并對CARS燃燒診斷測量中的主要測量對象氣體雙原子分子的拉曼躍遷模型進(jìn)行了理論論述,... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 燃燒與溫度測量
        1.1.2 激光燃燒診斷測溫面臨的需求與挑戰(zhàn)
    1.2 相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)技術(shù)簡述
        1.2.1 CARS技術(shù)基本原理
        1.2.2 納秒CARS技術(shù)在激光燃燒測量中的應(yīng)用與研究進(jìn)展
        1.2.3 納秒CARS燃燒診斷技術(shù)的局限
    1.3 飛秒CARS技術(shù)在燃燒診斷領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展
        1.3.1 時間分辨飛秒CARS(TR–CARS)
        1.3.2 啁啾探測脈沖飛秒CARS(CPP-CARS)
        1.3.3 飛秒/皮秒混合CARS技術(shù)研究進(jìn)展
    1.4 飛秒CARS燃燒診斷技術(shù)研究進(jìn)展分析
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 含輸入脈沖特性的改進(jìn)飛秒CARS模型及飛秒CARS仿真計算
    2.1 引言
    2.2 CARS非線性光學(xué)模型
        2.2.1 CARS非線性光學(xué)模型的頻域描述
        2.2.2 CARS非線性光學(xué)模型的時域描述
    2.3 雙原子氣體分子拉曼躍遷模型
        2.3.1 雙原子分子振轉(zhuǎn)能量
        2.3.2 拉曼躍遷頻率
        2.3.3 拉曼躍遷線強(qiáng)度
        2.3.4 拉曼線寬
        2.3.5 拉曼時域響應(yīng)函數(shù)
    2.4 輸入脈沖時頻域特性的理論描述及飛秒CARS理論仿真計算
        2.4.1 延時抖動的理論描述
        2.4.2 超快激光脈沖自身時頻域特征的理論描述
        2.4.3 三種飛秒CARS實(shí)現(xiàn)方式間的區(qū)別
        2.4.4 三種飛秒CARS理論仿真計算及其數(shù)據(jù)擬合程序
    2.5 本章小結(jié)
第3章 輸入脈沖時頻域特性對飛秒/皮秒混合CARS測溫影響分析
    3.1 引言
    3.2 泵浦斯托克斯脈沖特性對CARS測溫影響
        3.2.1 斯托克斯延時對CARS測溫的影響
        3.2.2 泵浦及斯托克斯脈沖的脈寬及啁啾系數(shù)對CARS測溫的影響
    3.3 探測脈沖特性對CARS測溫影響
        3.3.1 探測脈沖寬度對CARS測溫的影響
        3.3.2 探測脈沖延時及啁啾對CARS測溫的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 輸入脈沖特性對純轉(zhuǎn)動飛秒/皮秒混合CARS測量影響實(shí)驗研究
    4.1 引言
    4.2 脈寬壓縮裝置設(shè)計與搭建
        4.2.1 二次諧波線寬壓縮裝置原理簡述
        4.2.2 SHBC裝置中衍射光柵的選擇及其光路設(shè)計
        4.2.3 和頻晶體參數(shù)選擇
        4.2.4 SHBC裝置搭建與輸出特性
    4.3 受限空間純轉(zhuǎn)動飛秒/皮秒混合CARS實(shí)驗研究
        4.3.1 純轉(zhuǎn)動飛秒/皮秒混合CARS實(shí)驗裝置簡述
        4.3.2 受限空間內(nèi)純轉(zhuǎn)動飛秒/皮秒混合CARS光譜測量
    4.4 窗口色散條件對純轉(zhuǎn)動飛秒/皮秒混合CARS光譜的影響
        4.4.1 泵浦、斯托克斯脈沖啁啾對純轉(zhuǎn)動飛秒/皮秒混合CARS光譜影響
        4.4.2 探測脈沖啁啾對純轉(zhuǎn)動飛秒/皮秒混合CARS光譜影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 純轉(zhuǎn)動飛秒/皮秒混合CARS溫度測量實(shí)驗
    5.1 引言
    5.2 密閉溫控氣室簡介
        5.2.1 密閉溫控氣室結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵參數(shù)
        5.2.2 密閉氣室溫度控制及測量
    5.3 受限空間條件下溫度測量實(shí)驗
        5.3.1 壓力對受限空間條件下飛秒/皮秒混合CARS測溫影響
        5.3.2 受限空間條件下純轉(zhuǎn)動飛秒/皮秒混合CARS測溫實(shí)驗
    5.4 高溫燃燒條件下溫度測量測試實(shí)驗
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3307080