近年来，随着航空航天技术的进步，发展大推力火箭和冲压发动机的需要对燃料燃烧反应速率提出了更高的要求。如果在航空发动机燃烧室中生成等离子体，将产生大量具有化学活性的粒子，改变等离子体及其相邻区域内的燃烧状态。而且高能粒子扩散形成的波扰动可增强燃气紊流度，促进燃油的雾化、气化及与空气的混合，增大火焰前锋与新鲜混合气的接触面积，以达到增强燃烧稳定性、提高燃烧效率和降低排气污染的目的。近年来，俄罗斯学者提出了一种采用激光激励反应分子至某一分子或原子激发态，能够降低反应活化能从而到达助燃目的的新方法。本文结合等离子体助燃技术和激光激励的相关理论，在层流预混条件下对激光等离子体助燃进行了实验研究和机理分析。针对课题研究的内容，结合自身具备的实验条件，提出实验思路，搭建了激光等离子体助燃实验台。以甲烷燃料作为燃料，利用CCD、光谱分析仪及图像处理技术，采用本生灯燃烧器实验台，对CH₄/O₂/N₂在激光等离子体助燃条件下的火焰传播特性进行实验研究。通过我们激光等离子体助燃的实验研究，发现采用飞秒激光等离子体助燃，激光作用产生777.4nm和844.6nm两个波长的氧原子，能够提高甲烷燃烧的化学反应速率，火焰传播速度明显增加，从而提高气体燃料燃烧的稳定性；同时，通过CHEMKIN模拟向初始CH₄/O₂/N₂反应物中添加777.4nm、844.6nm波长的激发态氧原子的情况时，氧原子浓度的提高能够显著提高火焰传播速度。这很好的解释了飞秒激光等离子体助燃的主要机理，氧原子能够促进化学反应的进行，从而提高化学反应速率。通过实验研究，也验证了通过飞秒激光作用，产生等离子体激发出氧原子，提高CH₄/O₂/N₂燃烧时的火焰传播速率，从而达到飞秒激光等离子体助燃的效果。