燃烧场中的一些自由基以及中间产物分子（如OH、CH以及NO等）的光谱特性对于温度敏感，可以通过光谱特性反演温度信息。

例如，针对燃烧场中大量存在的中间产物OH自由基，可以采用双线激光诱导荧光测温的方法实现火焰燃尽区的温度测量。对OH而言，理想的激发波长在282纳米附近，可采用可调谐激光器输出波长位于OH共振线的脉冲激光，而荧光波长在305～320纳米波段，激光与荧光波长分离，便于激光散射信号的滤除。为了消除荧光猝灭以及上能级玻耳兹曼分布引入的误差，选取共用上能级的两条激发谱线进行测温。通过ICCD（增强电荷耦合器件）相机或者PMT（光电倍增管）采集两束激发激光产生的荧光信号，利用两条谱线不同的荧光激发效率进行计算可以获得温度信息。

为了实现瞬态温度场测量，一般需要两组光源以及两组探测设备，两路激光需要照射同一待测区域，探测设备也需要通过光学系统对该测量区域进行聚焦。由于两路激光波长和荧光波段比较接近，无法采用光学系统进行分光和滤除，因此工作时两路激光需要间隔100纳秒～1微秒照射流场，两路探测器也需要分时进行信号采集。对于绝大多数燃烧场而言，在这个微小的时间间隔内两次激光诱导荧光过程可以认为同时发生。

实际应用中，两路激光能量及形状的差异以及两组探测单元的不同响应都会影响测量精度，需要实验中进行严格的标定和测量结果的准确校正。另外在进行二维测量时，由于采用两台ICCD成像，因此可靠的图像校正技术也是测量精度的重要保证，最好能做到像素级匹配。