喷雾液滴的参数及雾化过程的测量研究对于雾化机理研究和工业生产具有重要的指导意义。彩虹折射技术可同时测量液滴折射率和粒径,以及与之相关的温度和组分浓度等参数。为了进一步扩大彩虹折射技术的折射率测量范围和测量距离,以满足实际应用的测量需求,本文提出合成孔径彩虹折射技术,对此进行了理论分析,并搭建了紧凑型合成孔径彩虹测量装置,开展了单分散液滴流、超声波喷雾以及航空煤油RP-3旋流喷雾实验测试。论文的主要研究内容和结果如下:提出基于双波长激光的合成孔径彩虹折射技术,该技术利用不同波长的双光束激光以不同角度照射液滴群,可同时获得两个彩虹信号,在不改变成像系统的前提下扩大成像孔径。因此,利用合成孔径彩虹折射技术在测量距离不变时可使采集角度扩大约一半,折射率测量量程相应地扩大到1.5倍;合成孔径彩虹信号可使采集角下限降低一半,而测量距离相应地延伸1倍。利用合成孔彩虹折射技术对具有一定分布规律的液滴群进行模拟计算,结果显示折射率测量误差不超过±2×10^-4,算术平均粒径的测量误差控制在5%左右,反演的粒径分布趋势与预设规律相符合。此外,针对复杂多变的实际工况,本文发展了彩虹自标定方法,包括基于傅里叶成像系统的彩虹散射角自标定法和测量距离自标定法,可实现一定入射角和测量距离范围内的高精度自标定。搭建了紧凑型合成孔径彩虹测量装置和彩虹散射角自标定装置。利用单分散液滴流进行自标定装置的散射角标定测试,折射率测量误差不超过±2×10^-4。单分散液滴流和超声波喷雾的测量结果显示,常规测量距离（s₁=140 mm）和长测量距离（s₁=280 mm）下液滴流折射率测量误差均不超过±4×10^-4,粒径测量值相对理论值的偏差控制在2%以内;常规测量距离（s₁=140 mm）和较长测量距离（s₁=210 mm）下乙醇溶液二元混合喷雾在不同体积浓度下的折射率测量值与相关文献的数据在趋势上能够较好的匹配。在航空煤油RP-3旋流喷雾实验中,利用彩虹测量装置获得喷雾液滴的温度和粒径分布,评估了雾化效果,并进行了温度测量误差分析。