作为未来高超声速飞行的动力源，超燃冲压发动机成为世界各航空航天大国争相研究的热点。在超燃实验研究中，如何评价燃烧效率和如何安排释热分布成为超燃发动机设计的难题，而如何获得准确的温度、浓度等数据成为试验平台建设中的非常困难的一环。在各种测量手段中，光谱测量技术对流场无干扰并且可以通过获得气体分子状态信息准确获得流场中组分的温度和密度，因此非常适合超声速燃烧诊断。TDLAS以其定量准确、时间分辨率高、设备相对简单、环境适应性好等优点成为了近年来国际上广受追捧的光谱学燃烧测量手段。本文针对超燃冲压发动机内的温度、浓度条件，选择了超声速燃烧的重要产物-水蒸气作为吸收组分，设计、建立了近红外可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)测量系统，并应用于直联式试验台，开展了燃烧室入口气流参数测量和吸收光谱前沿技术的相关研究工作。主要研究结果如下：　　 ⑴总结了谱线选择的普适规则和系统建立的注意事项，分析了激光器快速调节范围与测量系统的测量频率、目标流场特征参数的关系，为建立吸收光谱系统提供依据。　　 ⑵利用光谱数掘库Hitran2004，在1393nm附近选择了两条水吸收线(7185.597cm-1和7168.437cm-1)，建立了一套基于波长扫描-分时直接探测策略的测量系统。在1kHz重复频率下，将该系统在室温和甲烷/空气预混平面火焰燃烧炉上进行标定，实验证明了测量系统具有很高的测温灵敏度。　　 ⑶利用此系统应用于高超声速热流场气流参数诊断，在100kHz的扫描频率下，获得Φ800低密度激波管的③区气流参数随时间的变化，由于③区气体参数与超燃发动机尾喷管出口参数很接近，此工作验证了测量系统在超燃台尾喷管出口的测量能力。　　 ⑷将该系统应用于超燃直联台，以5kHz的频率测量了燃烧室入口温度和水蒸气分压，与理论计算进行比较，温度相差小于5K(1.25％)，水蒸气分压相差小于0.015atm(2％)。连续记录了长约1s的加热器出口气流参数变化，捕捉了实验台起动阶段的气流参数变化特征。　　 ⑸介绍了目前国际上吸收光谱的前沿技术：波长调制光谱和其免标定策略，并发展了很有特色的分时2f方法和温度调制加电流调制方法。　　 ⑹研究了空间分布测量的两个方法：同光路多线测量和空间拓扑测量。同光路多线测量实现了在一个周期内同时得到平面火焰中的7条水蒸气吸收线的2f信号。利用波长调制法的免标定策略和位移扫描测量结合的方法，实现了甲烷/空气预混平面火焰燃烧炉的温度空间分布测量。