DE3815214A1

DE3815214A1 - Verfahren und vorrichtung zur laserstrahl-diagnostik

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Publication number: DE3815214A1
Application number: DE19883815214
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl Ing Koch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1989-11-16
Anticipated expiration: 2008-05-05
Also published as: CH679524A5; DE3815214C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Meßaufbau zur Bestimmung lokaler Parameter, insbesondere von Geschwindigkeitskompo nenten strömender Medien durch Messung der Dopplerverschiebung des Streulichts, wobei sich Sender und Empfangsstrahlengänge elektromag netischer Wellen in dem zu messenden Medienstrom schneiden.

Die Messung von Geschwindigkeiten und anderen Parametern in einem Plasmastrom mittels Laserdiagnostik bietet die Möglichkeit, ohne im Plasmastrom anzuordnende und diesen Plasmastrom störende Sensoren ent sprechende Meßwerte zu erhalten.

So ist z.B. im AlAA-Journal Vol. 14 Nr. 3, März 1976, Seite 363 bis 370 die Anwendung der Laseranemometrie bei Flugtriebwerkanwendungen beschrieben. Gemessen wird hierbei unter Anwendung des Dopplereffektes die Geschwindigkeit von im Schubgasstrom mitgeführten festen Teilchen.

Das Journal of Applied Physics, Vol. 37 Nr. 8, Juli 1966 beschreibt eine Geschwindigkeitsprofilmessung in Plasmaströmen unter Verwendung eines Impulslasers, der im Plasmastrom einen "Tracer" produziert, dessen Bewegung im Plasmastrahl analysiert werden kann.

In "Review of Scientific Instruments, Vol. 42 Nr. 9, September 1971" ist eine Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeitsgradien ten unter Benutzung von Laserdopplertechniken beschrieben. Hierbei wird der Laserstrahl durch einen halbdurchlässigen Spiegel in zwei Strahlen aufgeteilt, die den Meßpunkt schräg von hinten bzw. schräg von vorn treffen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß nur mit relativ leistungsschwachen Dauerstrichlasern als Senderquellen gemessen werden kann und damit eine Bestimmung der Eigenschaften von Medien mit einem hohen Anteil an Eigenleuchten nicht möglich ist.

Ein weiteres Verfahren der Geschwindigkeitsmessung von strömenden Plasmen mittels Dopplerverschiebung ergibt sich aus der Mitteilung 74/04 "Deutsche Luft- und Raumfahrt" 1974. Hierbei dient als Detektor ein Bildverstärker mit vorgeschaltetem Gitterspektrographen, dem über einen Schwenkspiegel abwechselnd ein gegenüber dem Plasmastrahl schräg nach hinten bzw. schräg nach vorn gerichteter Meßstrahl zugeführt wird.

Diese und andere bekannte ähnliche Verfahren können benutzt werden zur Bestimmung verschiedener Plasmaparameter, auch zur Geschwindigkeits bestimmt von im Plasma mitgeführten Teilchen und von "Tracern" (Plasmadurchbrüchen). Nicht möglich ist hierdurch jedoch die direkte Messung der Geschwindigkeit des Plasmamediums selbst, die im allgemeinen nicht übereinstimmt mit der Ge schwindigkeit der vom Plasmastrahl mitgeführten Teilchen und die auch nicht aus der Geschwindigkeit dieser mitgeführten Teilchen her geleitet werden kann. Wenn bei bekannten Verfahren eine Messung an strömenden Medien selbst erfolgte, so konnte dennoch keine ausreichende Auflösung erzielt werden, da nur der Schnittpunkt von zwei alternierend geschalteter Detektionsstrahlengängen zur Verfügung stand und stets eine Integration der Streulichtintensität längs des Detektionsstrahlenganges erfolgen mußte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, lokale Parameter, insbesondere die Geschwindigkeit des aus einer Plasmaquelle austretenden Plasmastrahls mit hoher lokaler und/oder zeitlicher Auflösung genau und ohne Störung oder Beeinflussung des Plasmastrahls zu bestimmen.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe verfahrensmäßig durch die im Kenn zeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Als Puls quelle kommt hierbei insbesondere ein Pulslaser in Betracht, der auf einanderfolgende Impulse hoher Energie liefert, die eine hohe Streu lichtintensität liefern, die vom Streulichtdetektor selektiv gemessen und weiterverarbeitet werden kann. Gemessen wird hierbei die Rayleigh- Streuung oder die Thomson-Streuung.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 11.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß gleichzeitig mit der Geschwindigkeit auch die Dichte des Plasmastrahls gemessen werden kann, was z.B. dann erforderlich ist, wenn der Schub beispiels weise eines Triebwerks zu bestimmen ist.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Übersichts-Blockschaltbild einer Gesamt-Meßanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine Darstellung der Laserumschaltvorrichtung und der Streudatenauswerteeinheit;

Fig. 3 eine Einzeldarstellung des optischen Meßaufbaus;

Fig. 4 ein Pulsdiagramm für die Ansteuerung der optischen Komponenten und der Korrelationsstufe;

Fig. 5 eine Darstellung des dreieckförmigen Transmissionsprofils des bei dem Aufbau benutzten Monochromators mit schematischer Darstellung des Zustandekommens einer Intensitätsdifferenz durch Messung der Streulinien Mb und Mr;

Bei einem Plasmabrenner (10) wird zwischen Kathode (K) und Anode (A) über eine Hochspannungszündung (12) und eine elektrische Energieversorgung (14) ein Lichtbogen gezogen. Der Plasmabrenner wird über Wasserkühlan schlüsse (16) in einen Kühlkreislauf geschaltet. Die Relativeinstellung des Plasmabrenners gegenüber dem durch die optische Anordnung festgeleg ten Streuvolumen erfolgt über Positionierungsmotore (18).

Dem Plasmabrenner wird über eine Leitung (20) Primärgas (Argon) und über eine Leitung (4) Sekundärgas (H ₂, N ₂) zugeführt. Die Achse des Plasma strahls (24) verläuft in z-Richtung.

Einem Pulslaser (26) hoher Leistung ist ein Farbstofflaser (28) nach geschaltet, mit dem die Wellenlänge kontinuierlich einstellbar ist. Der vom Farbstofflaser (28) emittierte Laserstrahl trifft auf ein Schwenk prisma (Prl), das durch einen Piezoquarz (30) bewegt wird. Der Piezo quarz (30) wird von einem Piezotreiber (32) synchron zur lmpulsfolge frequenz des Pulslasers (26) derart gesteuert, daß jeweils Laser impulse von 6 nsec Dauer das Prisma treffen und von diesem aufeinander folgend über zwei Strahlengänge (34 bzw. 36) auf jeweils einen identischen Punkt (38) des Plasmastrahles (24) gerichtet werden. Der erste Strahl (34) trifft den Plasmastrahl (24) direkt schräg von hinten im Punkt (38), während der zweite Strahl (36) über Spiegelprismen (Pr 2, Pr 3) abgelenkt schräg von vorne dem Plasmastrahl im gleichen Schnittpunkt (38) trifft, wo eine Streulichterzeugung im Plasma stattfindet.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist die Anordnung derart getroffen, daß die Achse (x) des einen Monochromator (40) enthaltenen Streulichtdetektors (42), die Laserstrahlachse (y) und die Plasmastrahlachse (z) senkrecht aufeinander stehen.

In einer Lichtfalle (44) wird die Energie des aus dem Plasmastrahl (24) austretenden Laserstrahls vernichtet. Einem Referenzsignaldetektor (46) werden über einen teildurchlässigen Spiegel (48) aus dem Streulicht- Detektor-Strahl Bezugssignale zugeführt. Die Ausgänge von Streulichtde tektor (42) und Referenz-Detektor (46) werden einer Datenverarbeitungs anlage (50) zugeführt. Ein Ausgang eines Bezugssignalgenerators (52) wird über einen Phasenschieber (54) dem Pulslaser (26) zugeführt und ein weiterer Ausgang über einen Frequenzteiler (56) (1:2) dem Piezotreiber (32).

Nachstehend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungs anordnung anhand der Zeichnung beschrieben.

Ansteuerung der optischen und elektronischen Komponenten

Die Steuerung der Meßvorrichtung erfolgt mit rechteckförmigen Puls signalen durch Verwendung der Komponenten (52, 54, 56, 32, 30) und des Prismas Pr 1 gemäß Fig. 2. Das zentrale Steuerungselement bildet ein frequenz stabilisierter Signalgenerator (52), welchem über den Phasenschieber (54) die Auslöseelektronik der Pulslichtquelle (26) einerseits und über den Frequenzteiler (56) ein Piezotreiber (32) andererseits nach geschaltet ist. Der Piezotreiber (32) liefert entsprechend seiner Eigenfrequenz fp Hochspannungspulse zur Ansteuerung des besagten Piezoquarzes, der wiederum das Strahlablenkprisma (Pr 1) auf mechanischem Wege umklappt. Die zur Bestimmung einer Geschwindigkeitskomponente des strömenden Mediums notwendige alternierende Einstrahlung erfolgt auf diese Weise sowohl zeitsynchron mit der Aussendung besagter Licht pulse als auch zeitsynchron mit der im folgenden beschriebenen Signal verarbeitung.

Die zeitliche Zuordnung der durch die Impulsaufbereitungsvorrichtung (Fig. 2, (52, 54, 56)) erzeugten Rechteckimpulse geht aus Fig. 4 hervor. Der Signalgenerator (52) liefert als Hauptoszillator Rechteckpulse (a) mit einem konstanten Tastverhältnis 1:1 und der Frequenz fs. Mit Hilfe des Phasenschiebers (54) können jeweils die ungeraden Pulse Nr. 1, 3, 5... und die geraden Pulse Nr. 2, 4, 6... voneinander getrennt zeit lich verzögert werden (b), um die Pulslichtquelle (26) anzusteuern. Diese besitzt einen Triggerausgang, der zum Zeitpunkt des Aussendens eines Lichtpulses ein Bezugssignal (c) für die Signalverarbeitung liefert.

Durch den Frequenzteiler (56) wird erreicht, daß Strahl (34) nur aus "ungeraden" Impulsen und Strahl (38) nur aus "geraden" Impulsen besteht.

Die Dauer der besagten Lichtpulse ist stets wesentlich kleiner als die halbe Periodendauer des Generatorsignales (a), so daß gilt:

Diese Tatsache eröffnet zusammen mit dem in Fig. 4(e) gezeigten Verlauf der Piezotreiber-Ausgangsspannung einen neuartigen Abgleich der Sendeoptik. Da die Auslenkung des Piezoquarzes und damit auch die Senderstrahlablenkung proportional zum Verlauf (e) sind, kann nach einem groben mechanischen Vorabgleich die Feinjustage der Strahlengänge (34) und (36) mit Hilfe des Phasenschiebers (54) elektro nisch erfolgen und durch die Signalverarbeitung überwacht werden.

Detektion und Verarbeitung der optischen Signale

Die nicht am strömenden Medium gestreute Pulsenergie muß in einer aufwendigen Lichtfalle (44) absorbiert werden. Diese besteht aus mehreren hintereinander geschalteten, gekühlten Farbgläsern, die bei der ein gestrahlten Wellenlänge einen maximalen Absorptionskoeffizienten besitzen. Die Anordnung der Farbgläser in der Lichtfalle ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß, um eine maximale Absorption zu erreichen, der Normalvektor (senkrecht auf der Glasplattenebene) mit dem einfallenden Strahl den sogenannten Brewsterwinkel (hier ungefähr 57°) bildet, wobei der Vektor des einfallenden elektrischen Feldes in der Reflexionsebene liegt.

Die Detektion des am strömenden Medium gestreuten Lichts erfolgt mit der in Fig. 3 schematisch dargestellten Anordnung. Über zwei Bikonvex linsen (L 3, L 4) sowie zwei Metallfilmspiegel (Sp 4, Sp 5) wird das Streuvolumen (SV) auf ein optisches Filter hoher Dispersion (Monochro mator(58)) abgebildet und anschließend vermöge eines Peltier-gekühlten (PK) Photomultipliers (60) in ein elektrisches Signal umgesetzt. Die Transmissionskurve des optischen Filters läßt sich gut durch ein Dreieckprofil (D) mit der Halbwertsbreite Δλ _T sowie der Zentralwellen länge λ _T, die um den Betrag Δλ _T,0 gegen die eingestrahlte Wellen länge g₀ verstimmt ist, annähern (Fig. 5). Strömt nun das zu untersuchende Medium in der in Fig. 2 gezeigten Richtung, so wird das vom Strahl (34) herrührende Streulicht aufgrund des optischen Dopplereffektes um den Betrag Δλ _d/₂ nach λ _0r, das vom Strahl (36) herrührende Streulicht um Δλ _d/₂ nach λ _0b rot- bzw. blauverschoben sein.

Die sogenannte Dopplerverschiebung hängt mit der zu messenden Geschwin digkeitskomponente (Vz) in einfacher Weise zusammen:

wobei c=Lichtgeschwindigkeit.

Verarbeitung der elektronischen Signale

Aufgrund des Transmissionsprofils des optischen Filters (Fig. 5) führt die unterschiedliche Position der beiden Streulicht anteile von Strahl (34) bzw. (36) auf der Wellenlängenskala zu unterschiedlichen mit dem Photomultiplier (60) meßbaren Intensi täten (I _r bzw. I _b), deren Differenz ein Maß für die Dopplerverschiebung Δλ _d und damit für die Ge schwindigkeitskomponente Vz ist. Um ein maximales meßbares Signal Δ I zu erhalten, müssen die einstellbaren Parameter Δλ _T,0 und Δλ _T durch die numerische Auswertung des Faltungsintegrals F

mit
M( λ-λ₀)=Streulinienprofil des strömenden Mediums
T( λ-λ _T)=Transmissionsprofil des optischen Filters
C=Normierungskonstante
unter Berücksichtigung eines maximalen Signalrauschverhältnisses bei gegebenem Streulinienprofil M( λ-λ₀) optimiert werden.

Mit der Datenerfassungseinheit werden die auf Magnetplatte gespeicher ten Streulichtpulse ausgewertet. Das Triggersignal (c) gewähr leistet die synchrone Aufnahme mit Hilfe eines schnellen Transienten rekorders. Die korrekte Zuordnung der Transientenrekorderaufnahme eines Pulses zur Einstrahlrichtung (Strahl "34" oder "36") wird durch folgende zusätzliche Komponenten erreicht.

Das Aussteuersignal der Piezoquarz-Treiberstufe (Fig. 4(d)) schaltet gleichzeitig ein schnelles Reed-Relais (62), das wiederum das Triggersignal in der Weise umschaltet, daß die Triggerung bei der Einstrahlung aus (34) verzögert wird, während die Triggerung bei Einstrahlung aus (36) unverzögert erfolgt. Dies hat zur Folge, daß das vom Strahl (34) herrührende Streusignal gemäß der in Fig. 1, 2 gezeigten koaxialen 30 m-Verzögerungsleitung um ca. 100 nsec früher als das vom Strahl (36) herrührende Streusignal aufgezeichnet wird. Diese Zeitverzögerung sowie die maximalen Streusignale abzüglich eines mit aufgezeichneten Hintergrundrauschen werden durch die Datenverarbeitungseinheit be stimmt. Die Meßgröße

Δ I=I _r-I_b

wird durch Mittelwertbildung über eine ausreichende Anzahl von Puls paaren (500 ... 1000) bestimmt.

Referenzsignalbildung

Eine Zusatzvorrichtung sowie ein Zusatzverfahren wird notwendig, falls die Streupulsenergie z.B. aufgrund von Dichtefluktationen des strömenden Mediums oder Senderleistungsschwankungen von Puls zu Puls nicht konstant ist und damit vom Dopplereffekt nicht unterschieden werden kann.

Die auftretenden Probleme werden durch eine Referenzsignal-Detektions einheit (46) gemäß Fig. 2 beseitigt. Diese empfängt die durch den Strahl teiler (48) ausgekoppelten Streulichtsignale und unterscheidet sich von der Streulichtdetektionseinheit nur durch eine wesentlich breitere Transmissionskurve:

Δλ _T,REF»Δλ _T

und/oder durch eine kleinere Verstimmung:

0≈Δλ _{T,0 REF}«Δλ _T,0

d.h. eine Dopplerverschiebung wird durch die Referenzsignal-Detektions einheit nicht erfaßt. Normiert man nun sämtliche Meßsignale I _r, I _b auf die entsprechenden Referenzsignale, so kann der Einfluß von doppler freien Schwankungen eliminiert werden. Die Referenzsignal-Methode erfordert einen zweiten Transientenrekorder-Kanal und wegen zweifacher Auswertung jedes einzelnen "rot-blau" Pulspaares eine längere Rechen zeit.

Anwendungen

a) Das beschriebene Verfahren gestattet erstmals die simultane Bestimmung der Dichte und der Geschwindigkeit eines strömenden Mediums, da sich aus der Meßgröße Δ I=I _r-I_b die Geschwindigkeit und aus der mittleren Intensität nach geeigneten Kalibrierverfahren (z.B. Rayleigh-Streuung an einem Gas mit bekanntem Streuquerschnitt) die Dichte berechnen lassen. Das Dichte × Geschwindigkeits-Produkt hat Bedeutung beim Flugtriebwerk.
Erster Schritt zur Messung von n×v - Termen. (Dichte×Geschwindigkeit)
Erster Schritt zur Messung von Dichte/Geschwindigkeitsgradienten.
b) Die Sendeoptik, die zur Einstrahlung der Lichtpulse in das strömende Medium dient, kann elektronisch abgeglichen werden.
c) sämtliche strömenden Medien können lokal vermessen werden, d.h. auch solche, die nicht selbst Licht emittieren.
d) Richtungsempfindlichkeit der Meßvorrichtung, daher keine a priori Annahme über Strömungsrichtung erforderlich.
e) Referenzsignalbildung gestattet Messung an fluktuierenden Medien, was bei Emissionsspektroskopie nicht möglich ist wegen
- Einfluß von Schwankungen des emittierten Lichts
- Dejustage der Optik während der Messung
- Plasmastrahlwanderung: Verschiebung des Plasmastrahls während der Messung.
f) Der Streuprozeß spielt für Geschwindigkeitsmessung keine Rolle.
g) Vermessung von Plasmastrahlen, die zur Beschichtung/Veredelung von Oberflächen Verwendung finden.
h) Neben lokaler Auflösung ist auch eine zeitliche Auflösung möglich (entsprechend der Pulsfolgefrequenz der Senderanordnung).
i) Mittlere makroskopische Plasmabewegung (plasma bulk velocity) wird unterscheidbar von thermischer Bewegung.
j) Störungsfreie Messung (Meßobjekt wird durch Messung/Meß verfahren nicht gestört).
k) Der Nachteil von zwei getrennten Detektionsstrahlengängen wird vermieden, die optischen Komponenten lassen sich senderseitig wegen der dort herrschenden großen eingestrahlten Lichtmengen besser handhaben.
l) MIE-Streuung an vom strömenden Medium mitgeführten Partikeln (Staub, Elektrodenabbrand) kann einfach eleminiert werden durch besagte Senderstrahlumschaltung sowie durch die vorgestellte Art der Referenz signalbildung.

Das Wesen der Erfindung besteht demgemäß darin, daß lokale Parameter, insbesondere die Driftgeschwindigkeiten von strömenden Medien, mit und ohne eigenleuchtendem Anteil störungsfrei bestimmt werden können. Die alternierende Umschaltung des Senderstrahlenganges zwischen auf einanderfolgenden Impulssignalen gewährleistet die vorteilhafte Ausnutzung der hohen Pulsenergien von z.B. heute verfügbaren Riesen puls-Lasern. Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet eine Messung auch an fluktuierenden Medien mit hohem Eigenleuchten (z.B. Plasmen) Durch die Auswertung von entsprechenden Referenzsignalen. Die durch die schräg von vorn bzw. schräg von hinten in den Medienstrom ein gestrahlten Wellen bewirkte Dopplerverschiebung des Streulichts ermöglicht die Bestimmung der entsprechenden Geschwindigkeitskom ponente, unabhängig von der Art des Streuprozesses, von Fluktuationen im Medium und Senderleistungsschwankungen. Die alternierende Umschal tung der Senderstrahlengänge wird vorgenommen, weil die zu erwartende Dopplerverschiebung klein ist gegen die eingestrahlte Wellenlänge (Wellenlängenverschiebung/eingestrahlte Wellenlänge ist ungefähr v/c= Mediengeschwindigkeit/Lichtgeschwindigkeit). Durch diese Umschaltung können relative Wellenlängenverschiebungen bestimmt werden, ohne daß die absoluten Größen der Wellenlängen bekannt sein müssen.

Die von mehreren Pulspaaren gebildete Dopplerverschiebung kann auf diese Weise gemittelt werden.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung lokaler Parameter, insbesondere von Geschwindigkeitskomponenten strömender Medien durch Messung der Dopplerverschiebung des Streulichtes, bei welchem sich Sender- und Empfangsstrahlengänge elektromagnetischer Wellen in dem zu messenden Medienstrom schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Driftgeschwindigkeit von plasmaeigenen Komponenten (Moleküle, Atome, Ionen und freie oder gebundene Elektronen) die von Elektronen gestreuten Wellen verwendet werden und daß die eingestrahlten Wellen von Pulsquellen geliefert werden, die zeitlich aufeinanderfolgend symmetrisch zu der zu messenden Geschwindigkeitskomponente in das Plasma einstrahlen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsquelle ein Pulslaser ist, dessen Strahlengang zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen umgeschaltet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung mittels eines Strahlumlenk prismas erfolgt, das von einem Piezoquarz mit der Pulsfolgefrequenz synchron angesteuert wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den dopplerverschobenen Streulicht anteilen entsprechenden Signale und die den eingestrahlten Wellen ent sprechenden Signale (Referenzsignale) einer Korrelationsstufe zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggersignale zur Feststellung der Strömungsrichtung des zu untersuchenden Mediums zeitlich unterschied lich verzögert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Wellenlängenverschie bung ein frequenzvariables und bandbreitenvariables Spektralfilter z.B. ein Monochromator verwendet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Pulslaser ein Farbstofflaser zur Veränderung der eingestrahlten Wellenlänge nachgeschaltet ist.

8. Verfahren nach Anpruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrelationsstufe ein zeitsynchrones Referenzsignal zugeführt wird, das auch die synchrone Pulsfolge und Strahlumschaltung bewirkt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine hohe lokale Auflösung der zu messen den Driftgeschwindigkeit durch den Schnittpunkt der Laserstrahltaille mit der Achse der Detektionsoptik gewährleistet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zeitliche Auflösung entsprechend der Pulsfolgefrequenz der Pulslichtquelle bewirkt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Geschwindigkeitskomponenten simultan weitere Plasmaparameter wie Dichten, Temperaturen etc. dadurch gemessen werden, daß die Verläufe absoluter Streulichtintensitäten aufgezeichnet werden.

12. Meßaufbau zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Optik in einem Schnittpunkt im Plasmastrahl eines Plasmabrenners drei Strahlen vereinigt werden, von denen zwei von einem umschaltbaren Pulslaser herrühren und einer die Achse der Streulichtdetektion repräsentiert.

13. Meßaufbau nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Laserstrahlengang ein insbesondere als Prisma ausgebildeter Schwenkspiegel angeordnet ist, der vom Laserimpuls beaufschlagt wird und von einem Antrieb in zwei definierte Schwenk stellungen überführbar ist.

14. Meßaufbau nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet daß der Abgleich der Senderoptik mittels der Kennlinie der Piezoquarz-Ansteuerung elektronisch erfolgt.

15. Meßaufbau nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb des Strahlablenkprismas ein Piezoquarz vorgesehen ist.

16. Meßaufbau nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Streulichtdetektor einen Gittermo nochromator hoher Dispersion aufweist.

17. Meßaufbau nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorstrahl zur Optimierung der lokalen Auflösung im wesentlichen senkrecht auf der durch Plasmastrahlachse und Laserstrahlachsen ausgespannten Ebene steht.

18. Anwendung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1-11 und/oder der Meßaufbau nach den Ansprüchen 11-17 zur Messung der Geschwindigkeit und/oder der Dichte, insbesondere zur Messung des Produkts von Ge schwindigkeit und Dichte im Schubstrahl eines Flugtriebwerkes.