相對于其他診斷技術PLIF 具有如下特點：

1）非接觸式測量，不干擾待測環境；

2）時間/空間分辨率高，時間分辨可達納秒量級，可獲得二維空間信息；

3）靈敏度高，個別組分探測下限可達106個粒子/cm3；

4）測試目標范圍廣，可實現原子、分子、離子以及自由基團的診斷。

基本原理

PLIF基本原理是待測環境（如火焰）中痕量組分的分子或原子在入射激光的作用下由低能態躍遷到高能態，能級差與入射光共振，以達到在高能態布聚的效率，為獲得熒光信號提供前提，隨后部分粒子從受激的高能態回落到不同的低能態，從不同波長組成的熒光光譜帶，通過總熒光強度測量實現流場可視化。

由于熒光的檢測時間分辨為納秒量級，對于個別壽命較短的組分，尤其是化學反應中的中間產物，熒光測量可以實現組分分布的瞬態凍結，從而可以從中提取有用的信息。例如針對燃料的燃燒過程，能夠誘導熒光的痕量組分有OH、NO、CHO、H2、H2O和NO2等，它們是火焰化學反應中是活躍和重要的因素，通過對自由基濃度和分布的分析，可以得到火焰結構、反應機理、燃燒效率等方面的信息。

一般情況下，熒光的強度與溫度、壓力、組分濃度以及一些已知的實驗參數有關，通過采取適當措施，可以使熒光強度與組分濃度相關聯，實現濃度場的定量測量。另外可以利用粒子從受激能態向低能態回落與溫度的相關性，通過比較兩個單脈沖激光誘導的熒光強度實現溫度測量。由于光與物質相互作用發生的時間非常短暫，激光誘導熒光方法具有很高的靈敏度。與拉曼散射和瑞利散射相比，激光誘導熒光的信號強度要高出5~15個數量級，這樣更有利于瞬態信息的捕捉、量化。

PLIF系統采用片狀激光激發待測環境的瞬態組分，測量特定熒光光譜，對該特定光譜進行記錄，通過圖像處理，得到相關成分濃度或者診斷場溫度的空間分布。以火焰為例，通過不同技術可獲取燃燒過程中組分的一維、二維、三維空間分布，從而確定不同環境燃燒情況、燃燒效率及燃燒過程。

熒光激發物理過程示意圖

應用

1. 燃氣輪機

2. 汽車引擎

3. 工業燃燒

4. 清潔能源

5. 爆震與爆轟

6. 航空發動機

7. 空氣動力學

8. 化學反應動力學

9. 航空航天動力

10. 湍流燃燒與CFD驗證

典型射流火焰瞬態組分分布

射流擴散火焰OH二維濃度分布

審核編輯黃宇