초록 ▼

연소상태의 온도를 측정할 수 있는 광대역 코헤런트 반스톡스 라만 분광기의 온도 측정 정확도를 향상시키기 위하여 무모드레이저를 제작하여 스톡스광으로 사용하였다. CARS 분광기의 온도 측정의 정확도를 알아보려고 흑연관 전기로를 이용하여 표준 복사온도계와 CARS 분광기로 측정한 온도의 차이를 측정하였다. 장치의 온도 정확도는 1000 K - 2400 K 사이의 온도영역에서 2%이내였다. 대향류버너의 화염에서 연소반응의 중간단계 생성물로 존재하는 OH 라디칼의 축퇴 4광자 혼합스펙트럼을 비포화영역에서 Forward Box 형태의

연소상태의 온도를 측정할 수 있는 광대역 코헤런트 반스톡스 라만 분광기의 온도 측정 정확도를 향상시키기 위하여 무모드레이저를 제작하여 스톡스광으로 사용하였다. CARS 분광기의 온도 측정의 정확도를 알아보려고 흑연관 전기로를 이용하여 표준 복사온도계와 CARS 분광기로 측정한 온도의 차이를 측정하였다. 장치의 온도 정확도는 1000 K - 2400 K 사이의 온도영역에서 2%이내였다. 대향류버너의 화염에서 연소반응의 중간단계 생성물로 존재하는 OH 라디칼의 축퇴 4광자 혼합스펙트럼을 비포화영역에서 Forward Box 형태의 위상정합조건으로 측정하였다. 미소노즐로부터 연료를 분사할 때 형성되는 화염에서의 OH 농도분포 변화를 2차원 평면 레이저 유도 형광법을 사용하여 고찰하였다. 균질선폭확대된 2준위계 매질에서의 FDFWM의 신호광을 계산하였다. 산소와 아세칠렌이 미리 혼합된 화염에서 발생되는 탄소 분자의 온도를 측정하기위해 forward geometry에서 축퇴 사광자 실험을 하였다. C₂ 분자의 광대역 DFWM분광측정을 위하여 무모드 색소레이저를 제작하여 동작특성을 측정하였다. 제작된 무모드 색소 레이저를 이용하여 광대역 DFWM신호를 측정하였으며, 측정 스펙트럼을 분석하는 연구가 진행중이다. 본 연구에서 개발된 CARS/DFWM 기술은 산업체에서 사용중인 연소기기의 측정 및 진단에 사용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

The accuracy of CARS temperature is measured in graphite tube furnace in reference to a radiation pyrometer, which is better than 2% from 1000 K to 2400 K. In non-saturation region, we measured the degenerate four wave mixing spectra of X ²Ⅱ(v=0)→A²∑+(v'=0) transition for OH in counterflow burner.

The accuracy of CARS temperature is measured in graphite tube furnace in reference to a radiation pyrometer, which is better than 2% from 1000 K to 2400 K. In non-saturation region, we measured the degenerate four wave mixing spectra of X ²Ⅱ(v=0)→A²∑+(v'=0) transition for OH in counterflow burner. Characteristics of the lifted flame which is generated by issuing of the fuel through the miniature nozzle, d=0.164mm, are studied using the planar laser induced fluorescence technique. OH radical is excite on the Q1(8) line of the A²∑＋←X²Ⅱ(1,0) band transition(283.55 nm) and LIF signals are captured at the bands of (0,0) and (1,1) transition(306~326 nm) using the filters and ICCD camera. A theoretical description for forward degenerate four wave mixing (FDFWM) process in homogeneously broadened two-level absorbers with arbitrary intensities of all four beams is presented. The properties of the degenerate four-wave mixing(DFWM) spectrum of C₂ molecules is investigated to measure temperature in forward phase matching geometry. A modeless dye laser for broadband C₂ DFWM was constructed and its operation characteristics was measured. Broadband C₂ spectrum was measured in oxy-acetylene flame and the analysis of measured spectrum should be continued. The developed CARS/DFWM technique can be applied to the diagnosis for the combustion facilities in industrial field.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...17
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...19
• 제 1 절 국내 기술 개발 현황...19
• 제 2 절 국외 기술 개발 현황...19
• 제 3 절 비선형 레이저 분광기술의 향후 발전 방향...20
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과...21
• 제 1 절 CARS 온도와 복사온도계 온도눈금의 비교연구...21
• 제 2 절 순간온도 측정을 위한 CARS 분광기의 정밀 정확도 분석...36
• 제 3 절 난류화염에서의 CARS 온도측정기술 연구...51
• 제 4 절 연소에서 OH 분자의 DFWM 분광선 측정...69
• 제 5 절 주사형 및 광대역 $C_2$ DFWM 측정...80
• 제 6 절 주사형 DFWM 신호해석 연구...93
• 제 7 절 PLIF를 이용한 OH 분자의 2차원 화상측정...120
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도...131
• 제 1 절 연구개발 목표 달성도...131
• 제 2 절 대외기여도...131
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획...135
• 제 6 장 참고문헌...136
• 부 록 : 출판 논문...143