正流光中高分辨率电场与温度分布

在这项工作中，我们旨在获取正流光的详细实验图像。我们对 N$_2^+$ 的第一负带系统（FNS, ${\rm B}^2\Sigma_{\rm u}^+\rightarrow {\rm X}^2\Sigma_{\rm g}^+$）和 N$_2$ 的第二正带系统（SPS, ${\rm C}^3\Pi_{\rm u}\rightarrow {\rm B}^3\Pi_{\rm g}$）应用光学发射光谱。在 33 至 266\,mbar 的压力范围内，于纯氮气和合成空气中产生厘米级宽且高度可复现的大型流光。对空间电荷层进行直接时间分辨光谱成像，得到了以亚纳秒和亚毫米分辨率计算的约化电场强度（$E/N$）和转振温度的时空分布图。利用 FNS 与 SPS 的强度比法确定，在合成空气和纯氮气中，$E/N$ 分别约在 540 和 480\,Td 处达到峰值，且均位于空间电荷层正前方。PLASIMO 中针对纯氮气的全局模型利用实验确定的 $E/N$ 分布，描绘空间电荷层通过前后的气体动力学图像。此外，该全局模型的结果可作为参考，用于解释由实验 FNS 和 SPS 发射获得的转动与振动温度，从而凸显流光的非平衡气体加热特征。