В Институте создана аппаратура для одновременных измерений температуры и концентрации в газах. Она позволяет реализовать различные методы оптических исследований с использованием когерентного антистоксова рассеяния света, а также лазерно-индуцированной флуоресценции и рэлеевского рассеяния света. Это даёт возможность получить данные о параметрах газов за время вспышки лазерного излучения, не внося газодинамических возмущений в газовый поток. Прибор адаптирован для применения на различных аэродинамических установках. Многоцелевой КАРС-спектрометр построен при поддержке Фонда развития МП (проект №3886 и №2887Р/14801), а также СО РАН (интеграционный проект №28).
При создании многоцелевого КАРС-спектрометра преследовалась необходимость сделать его пригодным для исследований на различных газодинамических установках, в том числе на установках кратковременного действия. С целью адаптации к аэрофизическому эксперименту при проектировании конструкции были учтены требования к габаритным характеристикам аппаратуры при размещении вблизи объекта исследований. С целью повышения точности измерений энергетические характеристики лазерной системы спектрометра приближены к предельным.

Cпектрометр состоит из лазерной и регистрирующей систем, установленных на несущей конструкции, как показано на рисунке.

Несущая конструкция служит для размещения элементов КАРС-спектрометра, для согласования взаимного расположения пучков лазерной системы, объекта измерений и приёмной системы. Она включает в себя два одинаковых оптических стола. Стол может перемещаться в продольном либо поперечном направлении, вращаться вокруг вертикальной оси. Высота поверхности над уровнем пола может быть установлена с помощью подъемного механизма на любом уровне от 1000 мм до 1400 мм в соответствии с расположением места измерений в любой из аэродинамических установок.
Лазерная система включает в себя лазер накачки, перестраиваемый лазер (на растворах органических красителей) и схему фокусировки лазерного излучения.
Лазер накачки построен по схеме импульсно-периодического лазера на кристалле Nd:YaG с модуляцией добротности. Лазер состоит из задающего генератора, оптического усилителя и преобразователя частоты. Оптическая схема лазера обеспечивает режим одночастотной генерации и долговременную его стабильность при сравнительно простой и компактной конструкции. Излучатель твердотельного лазера, представляет собой блок с размерами 920*340*200 мм. Параметры излучения: длина волны - 532 нм, энергия - 0,5 Дж/имп., длительность импульса - 20 нс, расходимость луча ~ 10^-3 рад., частота повторения импульсов - 5 Гц.
Схема фокусировки излучения позволяет обеспечить фокусировку и пересечение лазерных пучков в точке измерения с выполнением требований фазового синхронизма. Схема фокусировки монтируется на передней части плоскости стола. В соответствии с многоцелевым назначением прибора предусмотрены различные варианты оптической схемы лазерной системы, позволяющие использовать требующиеся методы диагностики. В основном они различаются схемами задающего генератора перестраиваемого лазера и распределением излучения накачки между его усилительными каскадами.
Регистрирующая система позволяет выделить излучение КАРС или ЛИФ, пропустить его через спектральный прибор и зарегистрировать фотодетектором. Регистрирующая система состоит из спектрального прибора с предельным разрешением ~1 см^-1 и установленного за ним многоканального регистратора спектров. В её состав входит компьютер для накопления и обработки результатов измерений и программы для управления лазерной и регистрирующей системами и для расчета (анализа) спектров.

Спектрометр обеспечивает возбуждение комбинационных переходов молекул в диапазоне вращательных частот 0-400 см^-1 и колебательных частот 780-2900 см^-1, а также возбуждает переходы радикалов в диапазоне длин волн 278-315 нм.
Диапазон измеряемых температур: 40-3000 K ( 6%),
объемных концентраций молекулярных компонентов (N₂,O₂,H₂): 10¹⁷-10²¹ см^-3 ( 10%),
радикалов (OH): 10¹²-10¹⁷ см^-3.
Эффективность спектрометра определяется высоким временным (~10^-8 c) и пространственным (~0,1 мм³) разрешением, а также многоцелевым характером и адаптивностью.