Оптические исследования многокомпонентной плазмы капиллярного разряда. Сверхзвуковой режим истечения

Представлены результаты спектроскопических исследований плазмы импульсного разряда в капилляре с аблирующей стенкой, выполненной из углеродсодержащего полимера, в диапазоне параметров разрядного импульса, обеспечивающем сверхзвуковой режим течения плазменной струи. С использованием 2D-матричных спектров высокого разрешения, содержащих линии $\rm H_{\alpha}$, $\rm Cu\,I$, $\rm Cu\,II$, $\rm C\,I$, $\rm C\,II$, молекулярные полосы $\rm CN$ и Свана, получены пространственно-временные распределения концентрации электронов и температуры плазмы в капилляре и сверхзвуковой плазменной струе. Выявлены особенности пространственного распределения концентрации электронов и интенсивности спектральных компонент в двух названных зонах, обусловленные, в частности, достижением в горячей центральной зоне электронной температуры, превышающей значение “нормальной” температуры, а также существенной неизобаричностью начального участка сверхзвуковой струи. Зарегистрированные с высоким временным ($10$ мкс) и пространственным ($20$–$30$ мкм) разрешением излучательные свойства высокотемпературного ядра струи (интенсивность и контур бальмеровских линий $\rm H_{\alpha}$ и $\rm H_{\beta}$, относительные интенсивности ионных линий $\rm C\,II$ и $\rm O\,II$) позволили установить основные закономерности в пространственно-временных распределениях давления, темпера- туры и степени ионизации в капилляре и сверхзвуковой гетерогенной струе эрозионного разряда. Благодаря наличию в потоке молекулярных компонент, проявляющих свои излучательные свойства на периферии струи, удалось получить представление о параметрах плазмы в зоне образования “висячих” скачков уплотнения сверхзвуковой струи.