自发喇曼成像法在线测量流场组分浓度(II)

 介绍了利用自发Raman散射光谱测量低压气流组分绝对浓度的方法，在流动状态下得到了不同压力下的自发喇曼散射光谱，检测最低压力为133帕；对于含N₂氧气流在已知N₂浓度时实时标定检测了O₂的绝对浓度，测量误差小于8%。     

自发喇曼成像法在线测量流场组分浓度(II)

介绍了利用自发Raman散射光谱测量低压气流组分绝对浓度的方法,在流动状态下得到了不同压力下的自发喇曼散射光谱,检测最低压力为133帕;对于含N2氧气流在已知N2浓度时实时标定检测了O2的绝对浓度,测量误差小于8%。     

自发喇曼成像法在线测量流场组分浓度

介绍了自发喇曼成像技术实时监测流场组分浓度的方法,利用Nd：YAG脉冲激光器以及ICCD和光谱仪对大气进行了不同实验条件的测试,得到了影响谱线强度及测试精度的几个因素;得到了大气流场各主要成分的自发喇曼散射光谱和绝对浓度,测量误差小于8%。该技术可望在氧碘化学激光器单重态氧发生器物种浓度测定时得以应用以改善O2(1Δ)浓度测试精度较低的现状。     

自发喇曼成像法在线测量流场组分浓度

 介绍了自发喇曼成像技术实时监测流场组分浓度的方法,利用Nd：YAG脉冲激光器以及ICCD和光谱仪对大气进行了不同实验条件的测试,得到了影响谱线强度及测试精度的几个因素;得到了大气流场各主要成分的自发喇曼散射光谱和绝对浓度,测量误差小于8%。该技术可望在氧碘化学激光器单重态氧发生器物种浓度测定时得以应用以改善O₂(¹Δ)浓度测试精度较低的现状。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a^1△）产率

利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O2（a^1△）发生器流场组分，得到了发生器气流中O2（a^1△）和O2（X^3∑）以及N2的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O2（a^1△）产率。测量误差不超过8%。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a1Δ）产率

 利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O₂(¹Δ)发生器流场组分，得到了发生器气流中O₂(¹Δ)和 O₂(X³Σ)以及N₂的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O₂(¹Δ)产率，测量误差不超过8%。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a1Δ）产率

利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O2(1Δ)发生器流场组分,得到了发生器气流中O2(1Δ)和O2(X3Σ)以及N2的自发喇曼散射光谱,由此得到了不同条件下的O2(1Δ)产率,测量误差不超过8%。     

单重态氧发生器出口气流中O2(1△)及水汽绝对浓度的测量

单重态氧发生器是氧碘化学激光器的核心部件．O2(^1△)和水汽的粒子数密度(绝对浓度)是单重态氧发生器的两个重要参量，其中O2(^1△)是氧碘化学激光器的能源，而水汽对氧碘化学激光器的发光介质-I^ 有强烈的淬灭作用。如何简单准确地测量这两个参量，一直是氧碘化学激光器研究中的一个难题。利用体光源模拟标定法，得到了O2(^1△)和水汽的绝对浓度，并且成功地用一套实验装置对射流式单重态氧发生器的上述两个参量进行了实时测量，得到了两个参量的变化曲线，同时还提供了O2(^1△)的产率以及水汽体积浓度等参量的变化曲线，通过大量实验结果，给出了各参量的变化规律，为射流式单重态氧发生器研究提供了有力的参考依据。     

改进的红外辐射-量热法测量O2(1△)绝对浓度

对应用于单重态氧发生器 (SOG)O2 (1 △ )绝对浓度测量的红外辐射 量热法从理论和实验两方面进行了改进 ,修正了过去忽略O2 (1 △ )温度变化所造成的系统误差 .此外 ,还详细介绍了在短时间工作的SOG上进行O2 (1△ )绝对浓度测量所必须的自动平衡电桥装置 ,并通过氧气热容的测量检验了它的可靠性 .最后的误差分析表明 ,O2 (1 △ )绝对浓度的相对误差为± 16% ,误差主要来源于光度池红外信号、压力和温度的测量 .     

单重态氧发生器出口气流中O_2(~1Δ)及水汽绝对浓度的测量

单重态氧发生器是氧碘化学激光器的核心部件 ,O2 (1Δ)和水汽的粒子数密度 (绝对浓度 )是单重态氧发生器的两个重要参量 ,其中O2 (1Δ)是氧碘化学激光器的能源 ,而水汽对氧碘化学激光器的发光介质—I 有强烈的淬灭作用。如何简单准确地测量这两个参量 ,一直是氧碘化学激光器研究中的一个难题。利用体光源模拟标定法 ,得到了O2 (1Δ)和水汽的绝对浓度 ,并且成功地用一套实验装置对射流式单重态氧发生器的上述两个参量进行了实时测量 ,得到了两个参量的变化曲线 ,同时还提供了O2 (1Δ)的产率以及水汽体积浓度等参量的变化曲线 ,通过大量实验结果 ,给出了各参量的变化规律 ,为射流式单重态氧发生器研究提供了有力的参考依据。     

单脉冲喇曼散射技术测量高压燃烧场组分浓度

介绍了自发喇曼散射技术的基本原理、实验方法及对高压燃烧场的测量结果。利用Nd:YAG激光的三倍频输出激发振动喇曼散射,在单脉冲条件下测量了高压模拟燃烧室内不同化学配比条件下以氢气-空气预混燃烧场为主要组分(N2,O2,H2O,H2等)的喇曼光谱,获得了主要组分浓度随燃烧时间、燃烧场压力的变化规律。实验中利用偏振技术有效地提高了信噪比。通过优化激光光束形状及光路设计避免了等离子体光谱对喇曼信号的干扰。     

拉曼散射光谱在氧碘化学激光器参数测试上的应用

介绍了拉曼散射在氧碘化学激光器参数测试上的应用,给出了在流量为0 5mol/s的射流式氧发生器上的实验结果。采用一套测试装置可以同时进行O2(a1Δ)产率和氯气利用率测试,提高了测试效率;由于无需进行另外的标定实验,提高了测试精度,为此该方法可以极大地改善目前O2(a1Δ)产率和氯气利用率测试精度较低的现状。     

利用喇曼光谱测量氧碘化学激光器氯气利用率的实验研究

 介绍了利用自发喇曼散射光谱测量氧碘化学激光器单态氧发生器氯气利用率的原理及实验装置，并给出了在以氮气作为稀释气的0.1mol/s射流式氧发生器上测试的结果，测试相对误差小于12%。由于该方法只需要通过测量喇曼谱线相对强度之比，即可算出氯的利用率，因此不需要另外的标定实验，从而避免了因标定带来的影响。该方法减小了测试误差，简化了实验过程，提高了测试效率。     

利用拉曼散射测量燃烧场的组分浓度及温度

介绍了利用拉曼散射测量燃烧流场温度及组分浓度的物理方法和实验测量结果。利用可调谐KrF准分子激光激发振动拉曼散射（VRS）测量了甲烷－空气燃烧火焰内不同空间的主要组分分子（CH4、N2、O2、H2O等）浓度及温度,测量误差小于10％;另外用N2的拉曼谱拟合测量了火焰的温度,测量精度高于5％。在实验中采用了偏振技术及波长调谐提高了信噪比和测量精度。     

Stimulated Raman scattering and spontaneous Raman solitons in ammonia

In this study we report the first observation of spontaneous Raman solitons in stimulated Raman scattering (SRS) by the gas NH₃. The scattered radiation is called Stokes radiation. Raman solitons are of considerable interest, because their existence can be explained by quantum-mechanical fluctuations of the electromagnetic field in vacuum. We have observed spontaneous Raman solitons in a forward SRS configuration for two different molecular transitions of NH₃, the laser emissions at 58 μm and 72.6 μm wavelength. These are optically pumped by 10 μm CO₂-laser pulses with a duration of 100 ns and an energy of 150 mJ. Spontaneous Raman solitons are short spikes in the pump pulse which occur during its depletion. Their origin is the rapid π phase change of the Stokes seed. In contrast to other laboratories we have used single-pass cells. Thus, we have succeeded in observing multiple spontaneous Raman solitons during one pump pulse. Previous experiments with multi-pass cells never showed multiple solitons. Since multiple spontaneous Raman solitons have already been reported in an earlier experiment with a single-pass cell filled with hydrogen at high pressure, we conclude that such multiple Raman solitons can be observed mainly in this type of gas cell. Subsequently, we have performed statistical measurements on the delay time and the height of the spontaneous Raman solitons in the depleted pump pulse for the 58 μm-NH₃ emission. We have compared these statistics with theory and equivalent experimental results of other laboratories. They are in good agreement with the assumption that quantum-mechanical fluctuations are the origin of spontaneous Raman solitons. The most recent theories postulate that the origin of the formation of spontaneous Raman solitons can be explained by the rapid π phase change of the Stokes seed as well as that of the laser or polarization wave. Therefore, we have determined the phase of the spontaneous Raman solitons relative to the depleted pump pulse. Although, such changes of sign of the relative phase have already been observed in an earlier SRS experiment with hydrogen at high pressure, we did not detect any in our experiment. Therefore, we conclude that in this experiment the π phase change occurs in the Stokes or polarization wave.     

煤油燃烧场主要组分浓度测量

利用自发振动拉曼散射技术测量了煤油燃烧场主要组分的摩尔分数。基于355nm激光激发振动拉曼散射建立了自发拉曼散射实验系统,测量了空气中主要组分的摩尔分数,分析了该技术的测量精度;测量了煤油蒸气在355nm激光激励下产生的荧光光谱,分析了荧光信号对拉曼信号的干扰;对不同燃烧条件下的煤油燃烧场进行了诊断,获得了贫油条件下煤油燃烧场主要组分(N2,O2,H2O,CO2等)的拉曼光谱,计算了组分摩尔分数及其随燃烧时间的变化规律。