燃烧是各类发动机目前主要的动力来源方式,同时在新型材料合成等领域也具有非常重要的应用,而燃烧场参数的精确测量是理解和控制燃烧过程的重要手段,因此发展燃烧场测试诊断技术非常迫切。激光燃烧诊断技术是以激光技术、光谱理论、光电探测、数据图像处理等为基础的先进非接触式测量技术,在燃烧流场参数测试中具有无扰动、高分辨、高精度优势,可实现流动及热力学参数的动态瞬时和空间立体测量并提供高可信度数据,达到时间信息和空间信息的完美结合,在国际上已广泛用于燃烧与流动相关研究。随着燃烧科学技术的发展,其研究对象已经逐渐转向各种复杂燃烧场。以各种发动机燃烧场为代表的复杂燃烧场往往存在强湍流,宽的压强、温度、流速范围,复杂的燃烧组分等,这对以激光燃烧诊断技术为代表的各种测试诊断技术提出了更高的要求。在燃烧合成新型材料研究中,存在更多可能的化学反应通道和更多状态的燃烧场成分,不仅对温度、组分等燃烧基本参数提出了更大挑战外,对其中的特殊材料的尺寸、分布、成分等提出了新的测量需求。因此,解决复杂燃烧场中的非接触测量技术问题,将更加有力地推动燃烧科学技术的发展。西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室激光燃烧诊断项目组针对以航空煤油为燃料的发动机模型试验,开展了大量的激光诊断技术研究工作,解决了多项激光诊断关键技术：设计并建立了可调谐相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)测温技术,解决了高碳氢燃料燃烧场中C2对CARS光谱的干扰；针对CARS空间分辨率的不足,开展了空间分辨率优化研究,成功将CARS技术的纵向空间分辨率提高到约1mm,解决了大温度梯度燃烧场测量中的光谱畸变难题。重点针对煤油燃烧场中煤油荧光对OH荧光信号的干扰难题,设计并建立了消除煤油荧光实验系统,解决了OH的平面激光诱导荧光(PLIF)技术诊断煤油燃烧场存在的强干扰难题。系统开展了光解离H2O产生OH的机理及其光谱特征和扩散特性,减少了燃烧反应区OH分子标记示踪测速(HTV)技术中信号的干扰难题,有效提高了强反应区的速度测量精度；针对发动机试验现场诊断需求,开展了诊断设备的集成化、工程化研究,建立了适应各种复杂发动机现场环境和各类复杂燃烧场的诊断系统,并应用于以航空发动机燃烧场为代表的多种复杂燃烧场诊断,获得了大量详实可靠的实验数据,为燃烧过程研究、先进发动机研究、研制等提供了技术和数据支持。上述研究工作很好地促进了激光诊断技术在复杂燃烧场的应用。