目前纹影技术是羽流流场显示和测量的一种经典光学方法，该方法被广泛用于观测气流的边界层、激波、燃烧、气体内的冷热对流、传热介质、风洞实验等，是一种在羽流流场中常用的光学检测技术。本论文首先介绍了传统纹影技术和红外纹影技术的基本原理和方法，综合讲述了它们在激波、燃烧、传热传质、风洞试验等相关领域的应用，并分析了红外纹影技术与传统纹影技术相比的优点和缺点。提出了使用红外纹影层析技术来分析流场的三维重建。为了实现折射率场和温度场的图像重建，通过试验拍摄获得不存在羽流场分布的图像和存在羽流场分布的图像，使用matlab图像处理软件对不在同一时间的同一位置的2幅图像进行互相关分析，获取两幅图像的匹配点的位置，求取两幅图像的偏移量，即获得光线通过羽流场以后在红外热像仪上的投影偏折角。将通过软件分析出来的任意切面偏折角数据进行迭代重建，用Radon逆变换求取这一切面的折射率分布，根据Gladstone-Dale公式和理想气体状态方程进行求解，再通过迭代算法中的代数迭代重建算法求取该切面的温度场分布，实验结果表明采用红外纹影技术来重建折射率场和温度场大大地提高了它们重建的精度，通过把重建数据与热电偶测定的实验数据进行比较，并通过仿真模拟的验证，可推断出温度场和折射率场分布符合实际情况。本论文还利用Fluent软件对火箭发动机喷管羽流流场进行了数值模拟，分析了羽流流场在自然对流情况下的各种气体的温度、压力、密度和质量分数等分布情况，根据数值模拟获得的各种气体的密度分布、质量分数分布和Gladstone-Dale公式来求取折射率的分布。最后把仿真实验结果与实验进行对比，同时分析了数据的误差大小及原因。