高温火焰的温度测量技术一直是燃烧领域的重要研究方向,这对于燃烧状态诊断、燃料燃烧过程优化及节能减排等均具有重大意义,光场成像测温技术作为一种新型火焰三维测温技术得到了广泛发展。但现有光场成像模型大都是辐射传递方程和几何光学的简单结合,还缺乏完备系统的火焰光场成像理论模型。因此,本文依据波动光学基础理论开展火焰光场成像和温度场重建研究,主要研究内容如下:基于光场成像基本原理,结合波动光学理论分别推导获得传统光场相机和聚焦型光场相机的点扩散函数(PSF),将PSF作为光学传递参数,提出一种火焰光场卷积成像模型,从波动光学角度实现了火焰的光场成像过程模拟,得到了符合光学成像规律的火焰光场图像。该方法考虑到了诸多物理参数及其相互关系,包括辐射度学和光度学中的单位及其转换关系,充分考虑了波长、光学传递参数、相机重要结构参数及曝光时间等参数对火焰光场成像结果的影响。由火焰光场成像模拟结果表明,该模型能很好地解决各向异性火焰的光场成像问题。基于火焰光场卷积成像模型,提出适用于该模型的强度标定理论,进一步发展了对应的温度场重建策略。针对温度场重建反问题的需要,寻找计算效率和精度较高、鲁棒性强的数值求解算法。最终采用Landweber线性优化算法实现了火焰的三维温度场重建研究,达到了较高的计算效率和精度,验证了本文所提出的火焰光场卷积成像模型及火焰温度场重建策略的可行性。结果表明,在添加较大标定误差的情况下,Landweber线性优化算法依然能保持较高的鲁棒性;同时,计算射线数目的增加有助于提高温度场重建精度,温度梯度增大时低温区域会出现较大重建误差。