飛秒時間分辨CARS光譜在超快動力學(xué)及燃燒測溫應(yīng)用研究.pdf

1、相干反斯托克斯喇曼光譜（Coherent anti-Stokes Raman Spectroscopy, CARS）測量技術(shù)，是利用滿足一定頻率要求和一定相位匹配條件的激光束照射喇曼介質(zhì)，然后通過所產(chǎn)生的CARS信號分析得到喇曼介質(zhì)及其周圍環(huán)境信息。飛秒技術(shù)與CARS光譜技術(shù)結(jié)合后，具有很高的時空分辨率，能夠應(yīng)用于探測分子在飛秒量級內(nèi)的動力學(xué)信息及惡劣條件下的燃燒場測溫方面的研究。
　　相干反斯托克斯喇曼散射是一種非線性四波混頻效

2、應(yīng)，論文從非線性效應(yīng)的基本方程出發(fā)，全面闡述了CARS理論，在推導(dǎo)出CARS理論的光強(qiáng)表達(dá)式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步詳細(xì)分析了飛秒CARS光譜強(qiáng)度隨時間的變化情況。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，論文對飛秒時間分辨CARS光譜的實(shí)驗(yàn)測量方法進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)利用飛秒激光系統(tǒng)作為光源，搭建了一套可實(shí)現(xiàn)在常溫常壓的實(shí)驗(yàn)條件下對靜態(tài)樣品池中蒸汽樣品及液態(tài)樣品的飛秒CARS光譜探測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并對飛秒時間分辨CARS信號的輸出特性進(jìn)行了重點(diǎn)研究。
　　

3、在以上理論和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，深入探討了飛秒時間分辨CARS光譜在分子超快動力學(xué)和燃燒場測溫方面的應(yīng)用研究。在應(yīng)用于分子超快動力學(xué)探測實(shí)驗(yàn)中，通過探測光延遲時間的變化得到了探測時間正負(fù)兩種情況下的飛秒時間分辨CARS光譜。繼而深入分析了從這些光譜中獲得的飛秒時域范圍內(nèi)分子內(nèi)部基態(tài)和激發(fā)態(tài)動力學(xué)信息。在應(yīng)用于燃燒場測溫的實(shí)驗(yàn)中，首先從原理上對于這種技術(shù)測溫的可行性與可靠性進(jìn)行了分析，然后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與相應(yīng)溫度理論擬合結(jié)果符合度較高