NOx是柴油机排放的主要污染物质, 它对人体和环境的危害极大, 其中NO含量又占NOx总量的90％以上, 因此合理准确的检测柴油机排放物中NO的含量对NOx含量的检测尤为关键。 现有的测试方法由于采用采样分析法, 不能及时反映真实情况, 光学检测方法作为一种新型的测试技术, 在很多领域都有应用。 结合光学检测方法对稳态和瞬态过程下的NO浓度用TLAS技术开展研究, 通过模拟NO浓度的变化情况, 验证这种方法在柴油机上应用的可行性, 选择一台中心波长为5 263 nm的带间级联激光器用于检测, 为获得不同浓度的混合气体设计一套配气混合系统, 用高纯度的ＮＯ作为被测气体, N2作为背景气体, 配比不同浓度的测试样气, 在稳态测量时, 分别配比浓度为500, 1 000, 2 000 ppm的样气进行试验, 得到相对误差小于1%, 最大绝对误差为115 ppm。 在瞬态测量中, 分别对浓度增加与减少过程进行试验, 实时测量气室内的浓度变化情况, 在1 ms时间分辨率的情况下可实现52%的最大相对误差。 通过设计的系统, 可以实现NO浓度的瞬态测量, 能将此方法应用到柴油机上, 这种方法有利于研究柴油机的排放物含量。

由于差分像运动监测法测量大气相干长度需要多帧统计, 本文应用波前结构函数法, 提出了一种大气相干长度的瞬时测量方法。该方法通过Shack-Hartmann波前探测器测量单帧短曝光畸变波前的Zernike系数;然后减去光学系统初始像差的Zernike系数, 去除倾斜项, 计算波前结构函数;最后,与满足Kolmogorov湍流理论的大气短曝光理论波前结构函数进行最小二乘拟合, 得到瞬时大气相干长度。利用湍流相位板构造了相应的测试系统, 并进行了外场实测对比。结果表明: 提出的基于波前结构函数法的测量结果与差分像运动监测法的测量结果基本吻合; 不同格林伍德频率下, 标准差与均值之比小于4.1%, 稳定性较好; 外场比对累计16个夜晚, 得到的平均偏差小于0.45 cm。该方法可以实现空间目标大气相干长度的单帧瞬时测量, 并可用于观测站点的视宁度、自适应光学系统内部大气湍流强度和地基大口径望远镜主镜视宁度的监测。