在发动机中,液体燃料的充分雾化是产生高质量燃烧不可或缺的重要条件。实现这一目标的关键在于通过发动机的喷嘴使燃料产生良好的雾化,故而喷嘴雾化特性的测量对于发动机的设计具有重大意义。但是因为喷嘴产生的喷雾场属于稠密介质,对光子具有较大的散射,因此,目前的光学测量技术都无法满足发动机燃料喷注雾化近场区（初始破碎雾化区）测量需求,而这一区域的特性更是研究人员设计发动机与建立数学模型所必须的,因此有必要开展新型测量技术的研究。弹道光子成像技术作为一种新型的光学测量手段,能够实现对于稠密介质流场的测量。故而本论文开展了弹道光子成像方法的研究。首先,进行了大量的调研和分析,对通过稠密喷雾场的弹道光子的时间特性和强度进行了分析,对基于光克尔效应实现时间选通的理论基础进行了分析。完成了弹道光子选通技术研究和实验总体方案的设计。其次,对弹道光子成像技术进行了实验研究。研制了弹道光子选通成像系统。其主要功能是将携带喷雾场信息的弹道光子选择出来,主要由成像光路和光克尔门以及喷雾装置组成。应用CS₂介质的光克尔效应和高精度光学延时技术的光克尔门可实现0至1.5ps的弹道光子采集门宽。实现了喷雾装置与实验光路的完美契合,满足稠密雾化场成像测量的需求。最后,应用弹道光子选通雾化成像测量系统,开展了典型的三股互击喷嘴和同轴喷嘴喷雾场近场区成像测量试验研究。研究了针对不同的目标特性,弹道光子成像技术有效门宽等参数的选取。所获得的雾化图像清晰的展现了液膜破碎结构及其演化过程,其中液丝、大液滴和液膜空洞清晰可见。相较于阴影法,弹道光子成像技术的对比度可以提高6倍以上,证明了弹道光子成像技术可以实现稠密喷雾场的成像,填补了国内稠密喷雾场成像研究的空白,为今后发动机燃烧室内的雾化测量奠定了基础。