汽车尾气排放已经成为现代社会的主要污染源之一。这需要先进的燃烧技术与测试手段。目前低温燃烧(LTC)和燃料设计与管理(FDM)已经成为当前内燃机技术人员日益关注的燃烧模式和实现路径，有望破解NOx和Soot这一困扰内燃机界多年的“Trade-Off”的关系。在这些燃烧模式和方法的研究中，油气混合过程、碳烟生成机理需要更加深入的研究。在过去的20年中，脱氢理论(HACA)作为碳烟生成机理的基本理论已经建立，并且被广泛接受。这种理论认为多坏芳香烃(PAH)是碳烟生成的重要前驱物和中间产物。但是，在碳烟生成的整个化学、热力学、流体力学体系中，还是有很多空白亟待填补。本文针对目前实验室研究手段的需要，设计了激光诱导荧光(LIF)和激光诱导白炽光(LII)实验平台，并在预混合火焰中开展了碳烟及其前驱物在火焰中的LII和LIF测试、验证研究。　　 本文在介绍LIF和LII技术的基础上，利用这两项技术的特点，以尽可能的共用零部件为原则，设计LIF和LII系统，并采用这两个系统，研究四种典型的预混合乙烯火焰，在不同火焰温度以及不同当量比条件下，测量燃烧过程中产生的碳烟颗粒及其不同尺度PAH的二维瞬态分布，以验证这两项系统的有效性。结果表明，本文设计的LIF系统，可调范围宽，应用范围广，比目前成套系统的成本低60％，有效地节约了实验室建设经费，而且比成套系统更易改动应用场合;设计的LII系统不需要另外购置新设备，即可实现LII的功能，有效地节约了经费，支持了实验室建设与学术研究。　　 初步的实验结果表明，随着预混合火焰中最高燃烧温度的升高，碳烟颗粒及其前驱物浓度显著增大，分布区域不断扩大;随着预混合火焰中最高燃烧温度的升高，碳烟颗粒物的浓度分布变化与其前驱物的浓度分布变化相一致;随着当量比的增加，预混合火焰中碳烟颗粒前驱物浓度不断增加，分布范围不断扩大;碳烟颗粒物的生成主要受大尺度碳烟颗粒前驱物影响。