高超聲速飛行技術是搶占空天戰略高地的殺手锏，更快、更遠是高超飛行器發展方向。中國科學院力學所高超聲速推進技術課題組團隊聚焦高超聲速飛行技術地面實驗研究，針對超高速飛行器和高超聲速吸氣式發動機的內外流的高時空分辨測量需求，成功研發超高重頻激光測量平臺。
超高重頻激光測量系統
該平臺基于自主研發的半導體泵浦固體脈沖組激光器和定制的高能多級放大染料激光器，實現了紫外波段200-400nm的高頻脈沖激光輸出，其中典型工作脈沖串寬度50ms，脈沖串輸出頻率1Hz，子脈沖寬度4.5ns，子脈沖頻率10-100kHz，典型子脈沖能200mJ@1064nm/10kHz。該平臺的性能指標在同類測量設備中國際先進、國內領先，將基于激光誘導熒光技術進行高焓流動參數的定量表征研究。
未來高超聲速飛行器需要在寬空域和寬速域飛行包線內能夠安全可靠地起飛、巡航和返回。大氣層是飛行器飛行與往返的必經空間，而高速/高焓化學反應流動是這一飛行走廊區域的主要特征。超燃沖壓發動機是高超聲速飛行器的動力系統，復雜流動條件下超燃沖壓發動機燃燒穩定性是關鍵問題。基于激光的非接觸式測量技術在復雜化學反應流動領域具有不可替代性。特別地，具有高時空分辨率的激光測量技術（如激光誘導熒光、分子標記測速、粒子圖像測速等）可以解析湍流燃燒的瞬態過程，對燃燒穩定性和過程產物生成機理的研究至關重要，相關儀器設備能夠有力支撐國家重?科技的研發和利用，比如燃氣輪機、航空發動機、高超聲速吸氣式發動機。此類研究都需要依賴大量的地面試驗及精細化測量獲得數據，總結規律，提煉機理。
因此，深刻理解復雜反應流動需要加快基礎科學研究和關鍵技術攻關，在工程技術和科學研究之間建立橋梁。中國科學院力學研究所研發的超高重頻激光測量平臺能夠提供精細化流場測量能力，為高超聲速飛行技術的研發提供重要技術支撐。
《全球激光器技術、市場及應用-2025版》
