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天博体育app 汽车による燃焼分析–まさにロケット科学。难题に挑む

概要

宇宙船打ち上げ产业は、文字通りにも比喩的にも、加速度的に上升しています。アレク天博体育app・ボーリン博士は、 coherent（CORERENT）（汽车）のさまざまな手法（すべてastrella 独自のウルトラファーストレーザ・再生増幅器で実现）スウェーデンのルレオ工科大学のキルナ宇宙キャンパスで、よりクリーンなロケット推进设计の探求に応用される予定です。ボーリン博士は最近、当キャンパスの上级研究员として任命され、エスレンジ宇宙センターで最新のロケット产业の有力者たちと密接に协力する机会をつかんでいます。

図1： エンジニアたちは、急速に成长する商业宇宙船打ち上げ产业の大気への影响を最小限に抑えるため、より天博体育app的な推进システムを目指しています。

汽车 - 种の数密度と温度を测定する

ボーリン博士は、燃焼分析のためのCORERENT（CORERENT）汽车に关する研究の注目点について次のように说明しています。「自动车から炉、ロケットエンジンまで、燃焼エンジニアたちはシステムの天博体育appを改善し、有害な排出量を削减することを望んでいます。に关する研究の注目点について次のように说明しています。「自动车から炉、ロケットエンジンまで、燃焼エンジニアたちはシステムの天博体育appを改善し、有害な排出量を削减することを望んでいます。レーザ诊断法には、测定対象领域を乱すことなく、反応流のスカラ量を定量化する独自の强みがあり、有用な情报を优れた空间分解能と时间分解能で得ることができます。私の研究では、を使って、 n₂，o₂，h₂，ch₄114722_114726₃H₈，co₂，h₂o などの分子の有效温度と种の数密度（つまり浓度）をできるだけ高い精度および正确性でマッピングすることに注力しています。

「すべての燃焼源は复雑な化学反応であり、燃焼条件を巧みに操作することは、まずできる限り多くの详细を知ることにかかっています。」

- アレク天博体育app・ボーリン博士 -上级研究员、宇宙推进研究所
ルレオ工科大学、キルナ、スウェーデン

汽车の基本的なコンセプトを図2ポンプ、ストークス、プローブと呼ばれる3つのレーザ周波数（波长）が照射されます。そして、3 3次の非线形光学的メカニズムによりサンプルと相互作用させて4番目の波长である汽车を生成し、「レーザのような」 coherent信号として送出します。ポンプとストークスの22 つのエネルギーレベルの差と対応する场合、信号强度は数桁も共鸣的に増强されます。共鸣的に増强されます。共1 回のレーザ照射で天博体育appよくサンプルのエネルギーレベルのスペクトルを得ることができます。各スペクトルピークの强度は、种の数密度と各种の内部エネルギーレベルの个体数によって异なります。

図2：汽车の迁移を引き起こすための励起天博体育appは、フェムト秒レーザのパルス幅 /バンド幅によって异なります。パルスが短いほど、より多くの迁移を一贯して励起できます。：アレクシス・ボーリン。

単一のウルトラファーストレーザ・再生増幅器による汽车

汽车はインパルス的な励起によってできるだけ多くの迁移をマッピングすることを目的としているため、最近では通常、ウルトラファーストレーザパルスで行われます。 / ストークスビームには、持続时间がフェムト秒のパルスが必要です。このパルスは、多くのエネルギーレベルを同时にカバーする広いスペクトル帯域幅を持つからです。50 fs 未満の短いパルスは、ほとんどの2 2原子や3原子の种に対してインパルスとみなすことができ、分子を励起するのに最も天博体育app的な形态になります。原子の种に対してインパルスとみなすことができ、分子を励起するのに最も天博体育app的な形态になります。原子の种に対してインパルスとみなすことができ、分子を励起するのに最も天博体育app的な形态になります。スペクトラム（図スペクトラム（図（2の信号）

デルフト工科大学（オランダ）の研究室で、ボーリン博士と学生たちは、35 fsの出力パルス用に构成された连贯的astrellaの「ワンボックス」フェムト秒増幅器をベースに（汽车分析のセットアップを构筑しました。分析のセットアップを构筑しました。）により出力を分割し、その一部を広帯域のポンプ /ストークスパルスとして直接使用できます。ストークスパルスとして直接使用できます。ストークスパルスとして直接使用できます。ストークスパルスとして直接使用できます。ストークスパルスとして直接使用できます。そして他の部分は、ストークスパルスとして直接使用できます。shbc）shbc shbc の后に、内制のパルス整形器を使用して、パルス幅を3 3 ～15

ボーリン博士とそのグループはこの基本的な汽车エンジンを使用して、燃焼炎やシステムに关するさまざまな研究を首尾よく行い、励起天博体育appをその场でモニターできる纯回転汽车やカスケード汽车を开発し、自己位相変调などの最先端の概念を活用して、汽车を开発し、自己位相変调などの最先端の概念を活用して、燃焼室そのものの「窓の向こう」で必要となるレーザ波长を生成し拡张しました。

シンプルさ、精度、正确さの重视

ボーリン博士の汽车天博体育appテムは、従来の手法に比べて安定性が高く比较的シンプルであることが最も重要な侧面だと言えるでしょう。天博体育appテムは、従来の手法に比べて安定性が高く比较的シンプルであることが最も重要な侧面だと言えるでしょう。天博体育appテムは、従来の手法に比べて安定性が高く比较的シンプルであることが最も重要な侧面だと言えるでしょう。ボーリン博士は次のように述べています。「研究室に持ち込み可能な小型のエンジンでしか使用できないような研究室に束缚される手法ではなく、必要に応じて燃焼现场に持ち込める泛用性の高い手法を求めていました。一般的な研究所には、ロケットのテストエンジンでさえ持ち込むことができません。一般的な研究所には、ロケットのテストエンジンでさえ持ち込むことができません。

汽车の性能面については、同博士は世界最高の精度と正确さでの计测を明确に目指してきました。 532 nmの汽车レーザ波长ではなく、 streslellaで励起した400 nmのshbc 出力を使用するだけで、同博士は汽车イメージングにおける点広がり关数を40ミクロンから20ミクロンに减少させました。

现在、 h₂火炎の「标准燃焼器」を再构筑しており、标准化された性能の详细を今までにない正确さと精度で数値化する予定です。急峻な热勾配や拡散问题など、水素火炎伝播の基础となる事柄をより忠実に検证することにより、 1990年

ボーリン博士が开発した汽车の燃焼分析における最近のいくつかの进展は、より详细に调查する価値があります。

「研究室に持ち込み可能な小型のエンジンのみで使用できるような研究室に束缚される手法ではなく、必要に応じて燃焼现场に持ち込める泛用性の高い手法を求めていました。」

同时空间分解能および时间分解能による温度计测

2020 年、ボーリン博士のグループは、単一の再生増幅器で同时の（相关している）（1d）（1d）と时间分解能（ [1]が得られたことを実证する论文[1]を発表しました。を発表しました。を発表しました。を発表しました。従来、ほとんどの分析的ラマン测定では振动迁移に注目しており、より小さな分子から回転振动の分解能で测定することが一般的でした。従来、ほとんどの分析的ラマン测定では振动迁移に注目しており、より小さな分子から回転振动の分解能で测定することが一般的でした。従来、ほとんどの分析的ラマン测定では振动迁移に注目しており、より小さな分子から回転振动の分解能で测定することが一般的でした。従来、ほとんどの分析的ラマン测定では振动迁移に注目しており、より小さな分子から回転振动の分解能で测定することが一般的でした。従来、ほとんどの分析的ラマン测定では振动迁移に注目しており、より小さな分子から回転振动の分解能で测定することが一般的でした。ボーリン氏はその代わりに、精密な温度测定とイメージングに最适なデータフォーマットが得られる纯回転従来、ほとんどの分析的ラマン测定では振动迁移に注目しており、より小さな分子から回転振动の分解能で测定することが一般的でした。を使用しました。を使用しました。を使用しました。1kHzを使用しました。1D-1d-cars 気相温度计测を実施し、シングルショット精度1％気相温度计测を実施し、シングルショット精度1％未満、正确度3％未満、正确度1.4 mm 未満、1.4 mm の画角、2020μmの画角、mm の画角、

図3：単一のastrella 増幅器は、同期したフェムト秒ポンプ /ストークスおよび汽车温度计测用ピコ秒プローブビームを作成するために使用されます。：アレク天博体育app・ボーリン。

励起天博体育appの现场参照による汽车

ボーリン氏のグループによるもう1 coomerent coert イメージング分光计です。これにより、同じ検出器フレームで cars信号と非共鸣cars信号を同时记录することができます[2]。。。ボーリン氏は次のように说明しています。「この検出スキームを利用して、これまでのフェムト秒分光では不明だった冲撃励起天博体育appに关する现场情报を取得することができます。ボーリン氏は次のように说明しています。「この検出スキームを利用して、これまでのフェムト秒分光では不明だった冲撃励起天博体育appに关する现场情报を取得することができます。

図4：astrella による単一のレーザ照射に基づき、共鸣汽车信号と非共鸣cars信号が同时に生成および検出されます。car信号が同时に生成および検出されます。共1辆（1）はサンプル内の温度や种浓度についての情报を伝达し、非共2辆车信号（チャンネル鸣信号（チャンネル 2）は现场で记录されたフェムト秒レーザパルスの有效バンド幅をマッピングします。は现场で记录されたフェムト秒レーザパルスの有效バンド幅をマッピングします。は现场で记录されたフェムト秒レーザパルスの有效バンド幅をマッピングします。は现场で记录されたフェムト秒レーザパルスの有效バンド幅をマッピングします。は现场で记录されたフェムト秒レーザパルスの有效バンド幅をマッピングします。は现场で记录されたフェムト秒レーザパルスの有效バンド幅をマッピングします。汽车のスカラを决定する精度を1％未満にするという梦を実现するために必要な情报です[2]。

カスケード汽车 - 数密度に対する高い感度

カスケード汽车によって汽车コンセプト全体がさらに一歩进み、诱导汽车信号自体がサンプルから高位汽车信号を生成するプローブパルスになります。信号を生成するプローブパルスになります。燃焼天博体育appテムで见られるような多种ターゲットの场合、使用不能で复雑なスペクトルの生成が予想されます。 [3]。では、弱くて分析するのがかなり复雑な信号が生成されると分かっている技术を使用するのはなぜでしょうか？₄として表されます。として表されます。そのため、の种测定の感度を高めるという目标をたしかにサポートしてくれます。の种测定の感度を高めるという目标をたしかにサポートしてくれます。の种测定の感度を高めるという目标をたしかにサポートしてくれます。可燃性混合物の准备プロセスを正确に决定、理解、制御する能力は、天博体育app的でクリーンな燃料反动エンジンを设计する上でいつでも非常に重要です」。さらにボーリン氏は、信号强度はレーザ强度に対しても非常に感度が高いため、可燃性混合物の准备プロセスを正确に决定、理解、制御する能力は、天博体育app的でクリーンな燃料反动エンジンを设计する上でいつでも非常に重要です」。さらにボーリン氏は、信号强度はレーザ强度に対しても非常に感度が高いため、可燃性混合物の准备プロセスを正确に决定、理解、制御する能力は、天博体育app的でクリーンな燃料反动エンジンを设计する上でいつでも非常に重要です」。さらにボーリン氏は、信号强度はレーザ强度に対しても非常に感度が高いため、

図5：同时生成されたカスケード汽车と汽车信号は、偏光感受型连贯イメージング分光计により同じフレームで分割および検出されます。イメージング分光计により同じフレームで分割および検出されます。汽车では、领域の回転スペクトルバンド全体にわたる冲撃天博体育appを安定させるために astrellaの安定性が重要なものとなります[3]。

自己圧缩パルスによる超広帯域汽车

温度计测とカスケード汽车方式は炎の中の1つか2つの种をターゲットにしますが、ボーリン氏のグループは燃焼に关连する主要な种すべてを同时に监视できる手法も実证しました（例：o₂，h₂，ch₄，co₂）。。。。グループはこの手法を活用し、ボーリン氏がグループはこの手法を活用し、ボーリン氏が出力の「ソフト圧缩」と呼んでいるプロセスを実行します。出力の「ソフト圧缩」と呼んでいるプロセスを実行します。出力の「ソフト圧缩」と呼んでいるプロセスを実行します。出力の「ソフト圧缩」と呼んでいるプロセスを実行します。35fsから约24fsへの圧缩が行われます[4]。1200-1600cm^-1の「指纹领域」にアクセスすることができます。fs fsおよびpsビームと交差するフィラメントからpsビームと交差するフィラメントから4毫米で汽车2.5 cmの厚さのガラスである场合があります。の厚さのガラスである场合があります。の厚さのガラスである场合があります。の厚さのガラスである场合があります。このような分厚いウィンドウの场合、他の方法でのフェムト秒パルスの分散はほぼ不可能でしょう。

図5：超広帯域汽车の场合、1200-1600 cm^-1领域全体に及ぶパルスが炎の内部で生成され、分散补正の问题を生じさせることなく分厚いガラスウィンドウからモニタリングすることができます。：アレク天博体育app・ボーリン博士。

「优れた制御性を持つフィラメント化の现场生成手法を代わりに使用できることも、 streslella出力の惊异的な安定性を示しています。」

本格的な研究の実施

要约すると、デルフト工科大学のアレク天博体育app・ボーリン氏が率いる研究グループは、さまざまな炎および燃焼源の温度勾配と数密度をマッピングするための汽车画像および分光の出力と泛用性があることを実证しました。画像および分光の出力と泛用性があることを実证しました。共通のテーマでつながっており、すべての実験的セットアップでastrellaを使用しています。を使用しています。ltu 、スウェーデンのエスレンジ宇宙センターのロケット推进天博体育appテムの分析に応用する予定です。

参考文献

1。 L. Castellanos，F。Mazza，D。Kliukin，A。Bohlin，使用单个再生放大器系统获得的纯旋转1D卡时空温度计，选择。 Lett。 45，4662-4665（2020）。 [编辑的选择]

2。 F. Mazza，L。Castellanos，D。Kliukin，A。Bohlin，连贯的拉曼成像温度计，并在脉冲激发天博体育app的原位参考，Proc。燃烧。研究38，1895-1904（2020）。

3。 D. Kliukin，F。Mazza，L。Castellanos，A。Bohlin，级联相干的反stokes Raman Raman散射，用于气相中的高敏性数密度测定J. Raman Spectroscopicy； 1-9（2021）。 [专刊]。

4。 F. Mazza，N。Giffioen，L。Castellanos，D。Kliukin，A。Bohlin，高温旋转振动 - 振动O2-CO2相干拉曼光谱，具有超大潮一次激光激发，在20211中被接受并接受了燃烧和火焰。