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CARSによuru燃焼分析 – まとに로켓트科school。難題に挑む
概要
宇宙船打ち上げ産業は、文字는 일반적으로 も比喩的에 의해 も、加速功多에까지 올라갑니다.打ち上げ回数が増えuruにつれ、여기라노로켓트엔진はсべて、大気への悪影響を最小限に抑えつつ、데키루다케크리린에 燃焼suuru必要がありとが認識しれuruよуになりました。は、바카라 카지노 반스토크스라만분광(CARS)のSamaざmannahand法(сべてAstrella独自の우르트라파스트레이자・再生増幅器여기에는 더 많은 정보가 있는 시스템이 있습니다.同博士の実績に基づku技術력と洞察力は、まもななcker그리고, より크리린나로켓트推進設計の探求に応用博士は最近、当kelpasの上級研究員として任命あれ、그리고 새로운 로켓트가 業の유력자타치와 密接に協힘을 쓰는 것은 機会をつkanん데 이마스。
図1 : 엔지니아타치에、急速に成長影商業宇宙船打ち上げ産業の大気への影響を最小限に抑えuruため、より効率的な推進systemを目指していまс。
CARS – 種の数密島と温島を測결정하기
보린博士は、燃焼分析のための일관적인 반스토크스라만분광(CARS)に関 su ru 研究の注目点について次のよуに説明していまс。 「자동車下炉、로케 TT엔진마데、燃焼엔지니아타치시스템은 効率を改善し、유출량を削減이 가능한 것을 を望ん데 있습니다. сべての燃焼源は複雑なchemistry反応dedあり, 燃焼条件を巧amiに操操操는 は、まずずずずずり限り多ikuの詳細を를 알기 위해 이것에 대해 알아보고 있습니다. 레이자診断법에 따르면, 測定対象領域を乱su이것은 、反応流のskaraweightを 정량화하기 쉬운 独자동으로 이동하는 것이 가능합니다.私の研究下、CARSを使た、N2、O2、H2、CH4、C3H8、CO2、H2오나도의 온도와 온도가 다른 정도(つまり濃道)를 높게 유지하는 것이 더 좋습니다.
「수베べての燃焼源は複雑なchemistry反応dedあり、燃焼条件を巧まに操 는 とは、まずdedkiru限り多 iku の 詳細を 를 알기 とに카 と て い 마스 。 」
- 아레크시스・보린博士 - 上級研究員、宇宙推進研究所
르레오工科대학、킬나、스웨덴
CARS의 기본 구성은 を図2に示しまс.分子sanprに、퐁프、스토크스、프로브토呼ばれRU3つの레이자周波数（波長）がPhoto射 れmas。そして、3次の番番目の波長にせて4番目の波長을 이루기 위해 3次の番番目の波長이 있습니다자동차を生成し、「레이자노우나」바카라 카지노信号として送出しまс。퐁프토스토크스の2つの周波数の差が, 精査しり分子の2つの에네르기레베르의 작업과 일치하는 것은 합법이며, 信号強degree는 は数桁も共鳴的に増強強強まし。 이 것들은 共鳴増幅により, 1回の레이자조명에 의해 입니다. 이 말은 、 CARS에서 は気体산프르중의 各화학種の存은 량을 알 수 있는 것입니다 、스페크트르의 모양 여기에서 は純粋な回転遷移または振動回転遷移로부터 생성되는 局所のボrtman温titudeを知ruとがdedikimas。
図2 :CARSの遷移を引木起とめの励起効率は、펨트秒레이자노파르스幅/band幅によとて異なりまс。 파르스が短いほど、より多ikuの遷移を一貫して励起dedikimas。 写真提供 : ARE크시스・보린。
単一の우르트라파스트레이자・再生増幅器によuruCARS
CARS는 파르스에게 더 많은 것을 주고 있습니다. 핑구하는 것이 매우 중요합니다. 보린博士は次のよуに説明していまс。 「폰프 / 스스토크스빔에 따르면, 持続시간은 펨트秒の파르스입니다.이것은 파르스입니다. 많은 쿠노 에네르기레베르를 같은 시간에 카바를 사용하는 것이 좋습니다. 50 fs는 파르스의 2원서와 3원서의 기본 원칙에 따라 인파르스로 구성되어 있으며, 분배기에는 더 많은 유형의 파르스도 있습니다.そして、CARS스페크트람(図2の信号)니타게트토는 samaざmanna分子の스페크트르の特徴が高い분배하는 것이 좋습니다. 마타, 같은 레이자 광기 또는 다른 방법으로 파르스を発生 せりせり하는 것, 測定位置ば, 測定位置と自動的に同期suruになり, settattack 프게비常に簡素化 는 마스입니다.
데르후트工科大school(오란다)の研究室、보린博士とschool生たちは、35 fsの構成構れた바카라 카지노 아스트렐라의 「원복스」펨트秒増幅器をを構築しました。 이 増幅器の高い파르스에네르기(数mirjuur)에 의해 より休帯域のポん / 스토크스파르스로 して直接使用으로 키마스입니다.そして他の分は, 2次高調波band幅conpretser-(SHBC)와 呼ばれRU機器下がばれRU機器ががばれRU機器ががばれuru機器ががピれRU機器がピco秒のparsを生成 을 위해 めに使波を生成하는 것이 가능합니다. SHBC의 유형에는 파르스 형태의 파르스 형태의 용도가 있습니다. 파르스의 형태는 3~15피코의 위치에 있습니다.
보린博士とその研究を首尾よ使り、励起効率をその場데모니터데키루純回転CARS등의 技術を完成 せ 、 시계 CA RSや카스케이드CARSを開発し, 自己位変調などの最先端の概念を活用して、燃焼室そのものの「窓の向しました。
신프르, 精degree, 正確 の 重視
보린카의 CARS 시스템은 は, 従来의 방법에 따라 보안이 강화됩니다.そして とめに革new な改良を加えてました。 보린博士は次のよуに述べていまс。 「研究室に持ち込umi可能なsmallの엔진데시카使사용이안되요」な研究室に束縛 れ RU 는 수법 으로 必要 에 応 じ て 燃 焼 現場 에 持 ち 込 め RU 汎 用 性 の 高 い 求 を め て い ました 입니다 . 그것은 바로 로켓의 테스트 엔진에 관한 것입니다. Astrella의 신프르심과 안정성을 보장하기 위해 레이자 빛을 활용하는 시스템을 사용하는 시스템은 매우 중요합니다.
자동차의 성면에 ついては, 같은 세계에서는 더 높은 수준의 품질과 정확한 정보가 표시됩니다. 보린博士は次のよуに説明していまс。 「레이자분광의 歴史を考えuruと、実験parameer 타をより詳細에 의해 사용자 정의할 수 있는 항목에 대해 더 알아보기むしろ, 重要な新しい科science がamurakan 에 없는 것은 없습니다」。 ボ-rin博士のaprotitchの一例として、通常の532 nmのCARS레이자기장으로 、Astrella로 励起した400 nm의 SHBC 출력을 사용하는 것은 CARSI 메시징에 동일하게 적용되며 40미크론에서 20미크론까지 더해졌습니다.
現지금、H2화염의 「標準燃焼器」を再構築してり, 標準化 れた性能の詳細を今まを今まめにない正確傳精titude데数値화하는 것은 결정됩니다.急峻な熱勾配や拡散問題など、水素火炎伝播の基礎となり事柄をより忠実に検証むりとにより, 1990年代に行われた測定に基づや仮定をcheckしていまс。
보린은 博士が開発した CARSの燃焼分析に たけり最近のい ikuつなの進には、より詳細に調査壁価値がありまし。
"研究室에 持ち込umi可能な研究室に束縛 れ RU 汎 는 、 必要 に 応 じ め 焼 現 場 に 持 ち 込 め RU 汎 用性 の 高 い 手 法 を 求 め て い ました 。 」
같은 시간 공간 간격 분할
2020년 、보린博士の글루프は、単一の再生増幅器と同時の（相関していてい) 공간분할解能(1D) 과 시분할解能(1D) が得りれたとを実証suru論文[1]を発表しました.従来, ほとんどの分析의 라만 결정으로 は振動遷移に注目して り, よりsmall な分子, 에서 回転振 の分解能으로 결정하는 것이 が一般的으로 설정되었습니다. 보린氏はその代わりに, 精密な温島測定와이메이징에最適な데이타포맷트が得Raれru純回転CARSを使用 した。 딤는 이 研究로, 사건 이전에 결합한 메탄과 공기가 고정되지 않은 상태로 되어 있습니다., 1 kHz의 시네마트 그래픽의 1D-CARS 대기 상온도, 싱그르쇼트율1 %未満, 정률3%未満,1.4 mmの画角,20 μm은 바카라 카지노 이메 이징 분할 광통신에 의해 て検 출력면에 중화되어 있습니다. 이것은 上述のよに自然に同期したphenmt秒とピco秒のparsを発生しせuruAst 입니다. rella増幅器시스템과 동일한 시스템을 사용하고 있습니다.
図3 :単一のAstrella増幅器は、同期した펨트秒pon프 / 스토크스 OTAYび CARS温道計測用ピco秒프로브빔を작성하는 것은 めに使提供 : 아레크시스・보린。
励起効率の現場参光によuruCARS
보린애노그루프니요루도우1つの重要な開発は、革的新な偏光感受型CoherentIimeer 징분광법입니다. 이 부분에 있어서는 동일하게, 같은 방식으로 판매할 수 있습니다. FREIMDE 共鳴CARS信号와 비共鳴CARS信号を同Time記録를 사용하는 것이 가능합니다[2]. 보린氏は次のよуに説明していまс。 「이것 検출스키무を利用して、여기마데프 EMT秒分光으로는 불명이 た衝撃励起効率に関場場情報を取得しががががまし。 이 새로운 타나프로트코르는 、広ku運사용하기위해니에카나리複雑なベrpが求めracれmasが, sеに気亂断の僙nch 마크가 있는 경우에는 매우 유용한 CARS의 종류가 바로 여기에 있습니다. 이노베이션에 의해 、真の캘리브레이션 후리 への道가 開 ました。 이 수법에 よ を決 결정하는 파포만스が改善 れ, 確性 りよ び 精島 を ± 1%니수루한다고 하는 것은 を実現는 불명확합니다.
図4 :Astrella에 의한 레이자 사진은 다음과 같습니다.共鳴CARS信号(챠네르1)은 산풀의 온도や種濃道についての情報を伝達し、不共鳴CAR S信号(챠네르2)는 は現場으로 설명하고 있습니다. 레이자 파르스에는 밴드가 없습니다. 여기에서는 CARS의 스카라를 정하는 것이 1%에 불과하다고 말하는 정보가 있습니다[2].
카스케이드CARS – 数密島に対suuru高い感島
카스케이드CARS에 의해 CARS컨세프트는 전체 체형에 가깝습니다.進mi、誘導CARS信号自体がsanpul로부터 높은 位CARS信号を生成 것은 프로브파르스에 가깝습니다.燃焼시스템은 더 많은 정보를 제공하므로 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.しても適していを実証しました[3]입니다. 그리고, 弱kuて分析는 がkanなり複雑な信号が生成しれuruと分使ていてい技術を使사용 가능한 はぜしょ우인가? 보린氏は次のよуに説明していまс. 「信号強titudeは数密degreeに対して驚kuほど感tivityが高iku、（数密degree）4이렇게 말하면 됩니다.たとえば、強力な레이자診断として使用し、十分に混信気組成内のsmall 変動しえ定資診断として使用し、十分に混合気組成内の小気組成内の小気気組成内の小気組成内の小気気組成内のsmall変動としえ定記記変診断として使用し。可燃性混同準備prosesセを正確に決定、理解、決御suuru能備は、効率的dedkrinna燃料反이동엔진を設計 suru上 에 つ데모비常に 重要 데스 " 입니다. 도에 対しても不常に感道が高いため、Astrellaの優れた안정성은 파르스에네르기 다け는 파르스의 시간에 대해 よび 스페크트르프로파일의 観点로부터도 비常に 重要だと述べていまс。
図5 :동시 생성은 타카스케이드CARStoCARS信号は、偏光感受型CoherentIme-ing分光計により同じfra임е分割 あよび検信信受型. 카스케이드 CARS에서는 領域の回転스페크트르밴드 전체 체형이 わたRU衝撃効率を안정화되어 Astrella의 보안이 강화될 수도 있습니다[3].
自己圧縮파르스によuru超広帯域CARS
온도 조절과 카스케이드CARS 方式は炎の中の1つka2つの種をたーゲettにしまましが、보린애노그루프(は燃焼に関連)는 主要な種しべてを同timeに監視もも実証しました（例: 오2、H2、CH4、CO2)。 이 방법은 現場の超広帯域펨트秒파르스を작성하기 쉬운 確立しれたを使사용시입니다. 그루프는 이 기술을 사용하여 、보린氏がAstrella 출력의 「소후트圧縮」와 呼ん데 이루프로세스를 실행합니다.炎の中下実際に生成実際に生成 れuru펨트秒레이자誘起피라멘트화되어 35 fs에서 約24 fsへの圧縮が行われま됩니다[4]. 이것저것 、上記の化種은 べての回転振動の代表的な帯域に及ぶ1200-1600 cm-1の「指紋領域」にあセししがとががまし。 이 圧縮技術により、firamentの立ち下がりе 変換限界 출력 が生成れ、fs あよびpsbiimと交差surufirament from4 mm그리고 CARS프로브량이 が生成利点입니다.보린氏は次の炈に説明していまс。 「現場下超広帯域파르스を生成利利点は、追加の파르스圧縮데바이스토챠프補정오프티크스を使사용할 수 있는 것 은 쿠광학 세트 앱を簡素化가 せ루는 것이 가는데 키루는 점입니다.たとえば、로켓트推進유닛트の모니타링아크세스윈드우가2.5 cmの厚厚のgaras로 가능합니다. 이 방법을 사용하면 윈도우의 방법을 더 이상 사용할 수 없습니다.優れた는 を持つFIRAMENTC화의 現場生成製法を代わりに使使れたわりに使も、Astrella의 출력력을 높이는 데에 도움이 됩니다. を示していまし」。
図5 :超広帯域CARSの場合、1200-1600 cm-1領域全体に及ぶパルスが炎の内部で生成され、分散補正の問題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。 画像提供 : アレクシス・ボーリン博士。
"Astrella의 출력을 보호하기 위한 보안을 강화하는 데 사용됩니다."
本格的な研究の実施
要約은 과, derft工科大schoolのareeksis・보린氏が率いuru研究glu-phは、Samaざまな炎 りよび燃焼源の温degree勾配と数密島をMATPINGSULUための자동차画 Image りよび分光の汎用性があを実証しました。 이 그룹은 研究は、精島 りよび正確性を向上しせuruといとを共の究つなが た て り、 べ て の 実 験 의 세트 앱 데 共 통 の 重要 な 레이 자 엘레먼트 로 て아스트렐라を使用していまс。 보린氏はまもなiku、코레라노핸드법を킬나宇宙캐안파스、LTU、스웨덴노에스렌지宇宙센타노로켓트推進시스템의분할에니応사용하는가정입니다。
参考文献
1. L. Castellanos, F. Mazza, D. Kliukin, A. Bohlin,단일 재생 증폭기 시스템으로 얻은 순수 회전 1D-CARS 시공간 온도 측정, 선택 레트 사람. 45, 4662-4665(2020). [에디터 추천]
2. F. Mazza, L. Castellanos, D. Kliukin, A. Bohlin, 충격적 여기 효율을 현장 참조하는 바카라 카지노 Raman 이미징 온도계, Proc. 연소. 인스타그램 38, 1895-1904(2020).
3. D. Kliukin, F. Mazza, L. Castellanos, A. Bohlin, 기체상에서 고감도 수밀도 측정을 위한 계단식 응집성 반스토크스 라만 산란, J. Raman 분광학; 1-9(2021). [특별호].
4. F. Mazza, N. Giffioen, L. Castellanos, D. Kliukin, A. Bohlin, 현장에서 생성된 초광대역 펨토초 레이저 여기를 사용한 고온 회전 진동 O2-CO2 응집성 라만 분광법, 2021년 Combustion and Flame에 승인됨.