舟馨科技 ShipX Technology
燃烧气体 CARS 多维光谱
光谱成像

燃烧气体 CARS 多维光谱

High Dynamic Range, Hyperspectral and Multidimensional CARS Measurements of Combustion Gases

KURO 背照 sCMOS 支撑燃烧场高动态范围超光谱 CARS 测量。

  • KURO
  • 光谱成像

概述

爱丁堡大学 Peterson 实验室采用 KURO 1200B 背照 sCMOS 配合光谱仪,开展燃烧气体多维 CARS 高动态范围超光谱测量。

背景与研究场景

Peterson 实验室利用激光光谱研究燃烧气体流动与传热。发动机燃烧室内壁约 300–400 K,而火焰区可达数千 K,形成陡峭温度梯度。随着发动机小型化,表面积相对增大、散热增强,燃烧效率与清洁燃烧面临更大挑战,需要高时空分辨的光谱诊断手段。

技术挑战

CARS 探测器需同时覆盖实验所需光谱带宽与垂直方向的空间信息,帧率通常不低于 50 fps。由于温度梯度导致信号强度跨度极大,旋转 CARS 谱线动态范围宽,要求相机兼具高 QE、低噪声与大满阱能力。

成像方案与成果

实验室将 Princeton Instruments KURO 1200B(1200×1200 背照 sCMOS)安装在 750 mm 焦距 SP2750 光谱仪上。KURO 量子效率超过 95%、读出噪声低,并具备适合宽动态信号的高动态范围模式,可满足多维 CARS 燃烧场诊断需求。

High Dynamic Range, Hyperspectral and Multidimensional CARS Measurements of Combustion Gases 配图 1
图 1 · 案例相关成像示意
High Dynamic Range, Hyperspectral and Multidimensional CARS Measurements of Combustion Gases 配图 2
图 2 · 案例相关成像示意