平面激光誘導熒光（Planar laser induced fluorescence, PLIF）技術是利用片狀的可調諧激光選擇性激發(fā)待測環(huán)境中的特定組分，通過測量激發(fā)態(tài)組分輻射的熒光而獲取片光區(qū)域該組分的二維空間分布信息。該技術是一種基于光譜學的燃燒及等離子體放電診斷技術，是當前研究復雜流場、燃燒學、等離子體放電重要的技術手段之一，先后被應用于穩(wěn)態(tài)層流火焰、湍流擴散火焰、超聲速燃燒、爆轟及激波誘導燃燒等診斷中。
相對于其他診斷技術PLIF 具有如下優(yōu)點：
1）非接觸式測量，不干擾待測環(huán)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(xiàn)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(huán)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(tài)躍遷到高能態(tài)，能級差與入射光共振，以達到在高能態(tài)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(tài)回落到不同的低能態(tài)，從而輻射出由不同波長組成的熒光光譜帶，通過總熒光強度測量實現(xiàn)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(xiàn)組分分布的瞬態(tài)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(shù)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(lián)，實現(xiàn)濃度場的定量測量。另外可以利用粒子從受激能態(tài)向低能態(tài)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(xiàn)溫度測量。由于光與物質相互作用發(fā)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(shù)量級，這樣更有利于瞬態(tài)信息的捕捉、量化。
PLIF系統(tǒng)采用片狀激光激發(fā)待測環(huán)境的瞬態(tài)組分，測量輻射相關特定熒光光譜，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(huán)境燃燒情況、燃燒效率及燃燒過程。
熒光激發(fā)物理過程示意圖
應用
1. 燃氣輪機
2. 汽車引擎
3. 工業(yè)燃燒
4. 清潔能源
5. 爆震與爆轟
6. 航空發(fā)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(tài)組分分布
射流擴散火焰OH二維濃度分布
