蒸发过程广泛存在于液体雾化及相关工业中,单液滴的蒸发是一种重要的蒸发研究方法,其中高速摄影法是最为常见的单液滴蒸发测量手段,目前其直径分辨率10μm量级,然而高速、高分辨率成像系统价格昂贵,但其采集速度仍不能满足高温下高蒸发液体尺寸的快速变化。激光彩虹测量方法通过一阶彩虹ripple结构测量液滴直径和ripple结构平移时对应的相位差实现液滴直径微小变化的测量。具有方法简单、测量精度高等特点。本论文将彩虹测量方法用于液滴蒸发温度特性的测量。首先利用球粒子Mie散射理论,仿真计算了液滴一阶彩虹强度分布中ripple频率与直径的关系,对2mm尺寸的水滴直径测量精度为5μm;常温下水和无水乙醇液滴一阶彩虹ripple结构变化一个周期对应直径变化分别为0.256μm和0.242μm,该结果表明彩虹法对直径的变化量测量精度可达几纳米;该测量方法仅需使用线阵CCD采集液滴子午面上一维彩虹强度分布,且无需对一阶彩虹角度进行定量标定,在降低光强采集系统要求同时大大简化了测量系统结构。上述分析结果为液滴蒸发实验系统设计和实验测量提供理论指导。本文设计并搭建了基于高速线阵CCD采集彩虹信号强度的液滴蒸发测量系统。对入射光路进行光束整形以满足毫米级别液滴一阶彩虹测量要求,且能有效提高彩虹信号信噪比,其中,光路的集成设计有助于整体系统的集成化;为了满足测量液滴蒸发特性,本文设计了液滴生成加热及温控装置,该装置对液滴加热温度范围为室温~200℃,控温精度为±1℃,满足测量不同条件下液滴蒸发的温度特性测量;针对高温下液滴的快速蒸发,使用具有68KHz的高速线阵CCD采集彩虹信号,为了实现数据的快速采集和处理,在CCD软件开发包的基础上,开发了高速处理和采集软件,该软件可在高速采集的同时实现信号交叉谱密度的快速计算。在彩虹测量理论和彩虹激光测量系统的基础上,开展了水滴和无水乙醇液滴的蒸发温度特性研究。当水滴在18.9℃~80℃和无水乙醇液滴在18.9℃~60℃温度范围内,激光彩虹测量法得到液滴直径瞬时连续变化规律,通过瞬时直径的变化得到水和无水乙醇液滴的在不同温度范围的蒸发常数和蒸发率。