激光诱导荧光技术介绍

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1、激光诱导荧光测量技术的介绍沈旭激光诱导荧光(LIF):Laser-inducedfluorescenceLaser:高能量,传播能量损失小Induced:引起,触发Fluorescence:激光引发的一种信号,用于瞬态物质的测量,包含了很多信息什么是LIFLIF方法进行检测的原理LIF测量的突出优点高空间分辨:可达到微米量级;快速时间响应:时间分辨最高可达纳秒量级,可对自由基等瞬态物质寿命进行检测;高灵敏度:探测下限最高可达106个粒子/cm3;干扰小:通过激光激发,而不涉及接触式的探针等器件,对等离子体,燃烧等干扰相对较小主动式检测:与被检测体系中电子密度(ne)、电子温度(T

2、e)关系不大,主要被测物种浓度相关LIF系统硬件组成LIF中的核心器件激光器(光源)荧光检测器各部件相应功能光源:提供窄线宽稳定的脉冲激光;光学组件:光路调整,光路转换,过滤杂散光等作用;荧光探测器:检测激光诱导荧光强度及分布;同步控制器:控制激光与探测器时序,以捕捉目标物种的荧光;采集软件:采集数据,并对数据进行处理;标定设备:对OH等自由基进行标定,获得绝对浓度激光光源构成Nd:YAG激光器:掺钕钇化铝石榴石为工作物质,输出波长为1064nm的脉冲泵浦激光器,通过倍频,三倍频可得到532nm,355nm激光染料激光器:通过染料将Nd:YAG激光输出调到目标波长,或者目标波长的

3、倍数紫外扩展系统:将染料激光器输出频率翻倍,并对输出波长在小范围内跟踪LIF的主要困难对于一些目前不常检测的物种,其荧光分离需要一定的光谱基础对于浓度在ppm级以下的的物质荧光可能较弱对自由基的绝对浓度测量,需要仔细的标定对染料激光器维护要求较高LIF在放电等离子领域的应用NO氧化过程的时空诊断OH,O等自由基的浓度分布,生成优化针板放电形式电晕放电针针放电形式LIF如何捕捉FluorescenceLIF火焰测量技术通过光学的非接触的方法对火焰中的温度、组份及自由基进行测量是研究火焰燃烧机理重要手段,目前能够测量:温度高浓度组份N2,O2,CH4,CO2,CO,H2,和H2O低浓

4、度组份NO,O,OH,CO,CHetc.Raley,LamanLIF火焰结构湍流燃烧机理湍流-反应相互作用复杂反应流超音速火焰etc.多相流及燃烧模型的验证谢谢

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