平面激光诱导荧光

 
 
 

平面激光诱导荧光（Planar Laser Induced Fluorescence, PLIF）是一种灵敏的激光显示技术，可呈现流场中特殊组分的二维分布，同时可用于掺混效果以及温度等物理信息的诊断，在流体力学、燃烧学等诸多领域均有广泛的应用。

 
 

 

激光诱导荧光成像技术具有高时间和空间分辨特性，能够在纳秒时间尺度对示踪组分（原子、分子或自由基团，如 O、CO、OH、CH 等）进行微米空间分辨的二维成像。对于没有示踪组分的环境，可以通过添加适当的荧光物质（如NO、丙酮和罗丹明等）实现二维显示。

 
基本原理

 

激光诱导荧光的物理过程可以简单描述为目标分子（原子）吸收对应激发波长的光子后泵浦到高能级，随即发射出荧光光子回到低能级。激发激光需要严格对应目标分子的激发谱线，受环境影响，特别是分子碰撞效应，部分高能态分子通过非辐射跃迁回到基态，不会发射荧光光子。

 

系统组成及优势

 

激光诱导荧光系统的基本组成由光源（激光器）、成像系统（镜头、滤光片、逐光 IsCMOS 相机）、以及时序同步控制器构成。对于更专业功能的系统，还包括平面火焰炉、光谱仪等。

非侵入式：不干扰流场，能实现原位测量

高时间/空间分辨 通过设计可以实现微米级的成像精度、纳秒级的时间分辨

可以在组分复杂的环境中定位目标分子

高信噪比：主动探测方式可以抑制强烈的背景辐射、瑞利和拉曼散射信号

几种主要物质的激发参数

 

 

 

测试结果

 

 

 

解决方案

 

由中智科仪自主研发生产的逐光 IsCMOS像增强相机采用高量子效率低噪声的二代 Hi-QE 以及第三代 GaAs 像增强器，光学门宽短至 500 皮秒；全分辨率帧速高达98幅/秒；内置皮秒精度的多通道同步时序控制器，由SmartCapture 软件进行可视化时序设置，完全适合时间分辨快速等离子现象。

1. 500ns 光学门宽和 10ps 延迟精度 
捕捉不同时刻等离子发光现象，分析等离子形成机理。
2．高采样频率 
逐光 IsCMOS 相机目前全分辨率下可达98帧，提供高速数据采集速率，同时可提供实验效率。此外设置使用其中16行的区域下，可以达到1300帧以上。
3．时序控制 
逐光 IsCMOS 像增强相机具有三路独立输入输出的时序同步控制器，最短延迟时间为 10ps，内外触发设置可实现与激光器以及其他装置同步。
4. “零噪声”技术 
得益于单光子信号的准确识别，相机的暗噪声及读出噪声被全去除。

2022-10-12