燃烧是一种剧烈发光发热的化学反应过程,在生活中有着重要的应用,其中重要的一项应用就是作为航空发动机的动力源。当航空发动机中的燃烧不稳定时,航空发动机的整体运行将受到影响。因此,通过燃烧诊断技术检测航空发动机中的燃烧工况是一项重要的课题。光学诊断技术由于其非侵入性得到了越来越多的应用。而在众多光学诊断技术中,火焰自发光层析技术和背景纹影层析技术是两种主要的技术。火焰自发光层析技术主要用来检测火焰结构,火焰释热分布等信息;而背景纹影层析技术主要用来检测流场的折射率、密度和温度信息。本文将从这两种技术的原理出发,建立火焰自发光层析技术的成像模型和背景纹影层析技术的计算模型,并进行数值模拟,研究不同算法的适用性,选取合适的求解算法;搭建基于光纤束的单相机高速火焰自发光层析系统对旋流火焰进行火焰结构的诊断;搭建背景纹影层析系统对本森灯火焰进行折射率场、密度场和温度场的三维重建,通过与热电偶测温的结果对比来揭示背景纹影层析技术在火焰测温方面的适用性。