Высокоскоростная лазерная абсорбционная спектроскопия в сочетании с высокоскоростной видеосъемкой для исследования нестационарных газодинамических процессов
В статье рассматривается методический подход, объединяющий высокоскоростную лазерную абсорбционную спектроскопию и высокоскоростную видеорегистрацию для исследования быстропротекающих газодинамических и термохимических процессов. Лазерная абсорбционная диагностика обеспечивает количественное измерение температуры, концентрации и заселенностей энергетических состояний молекул с микросекундным временным разрешением, тогда как высокоскоростная видеосъемка позволяет визуализировать структуру потока, положение ударных волн, фронтов пламени, зон смешения и областей излучения. Совместное применение этих методов расширяет возможности анализа нестационарных сред, поскольку объединяет локальные спектроскопические данные с пространственно-временной визуальной информацией.
Предложенный подход особенно полезен для исследований ударно-нагретых газов, сверхзвуковых и гиперзвуковых течений, плазменных струй, процессов горения, детонации, лазерно-индуцированных явлений и тепломассообмена в экстремальных условиях. В работе описаны принципы измерений, структура экспериментальной установки, методы синхронизации лазерной и видеосистемы, подходы к обработке данных и основные научные преимущества комбинированной диагностики.
Исследование быстропротекающих газодинамических процессов требует диагностических методов, способных одновременно обеспечивать высокое временное разрешение, количественную точность и возможность пространственной интерпретации наблюдаемых явлений. Во многих задачах, связанных с ударными волнами, горением, детонацией, плазмой и высокоэнтальпийными потоками, характерные времена изменения параметров составляют от наносекунд до миллисекунд. В таких условиях традиционные методы измерений часто оказываются недостаточными, поскольку либо обладают высокой точностью, но ограничены локальной регистрацией, либо дают наглядную визуализацию, но не позволяют напрямую получить температуру и концентрацию химических компонентов.
Высокоскоростная лазерная абсорбционная спектроскопия является одним из наиболее эффективных методов количественной диагностики газовой фазы. Она основана на измерении ослабления лазерного излучения при прохождении через поглощающую среду и позволяет определять температуру, парциальное давление, концентрацию молекул и, при соответствующем выборе спектральных линий, распределение заселенностей по энергетическим уровням. Использование быстро перестраиваемых полупроводниковых лазеров, квантово-каскадных и межзонных каскадных лазеров дает возможность регистрировать спектры с частотами от десятков килогерц до мегагерц.
Высокоскоростная видеосъемка, в свою очередь, позволяет наблюдать развитие процесса в пространстве и времени. С ее помощью можно фиксировать перемещение ударных волн, границ струй, фронтов пламени, вихревых структур, зон излучения и областей конденсации или испарения. Однако видеосъемка сама по себе чаще всего дает преимущественно качественную или полуколичественную информацию. Поэтому объединение видеорегистрации с лазерной абсорбционной спектроскопией позволяет получить более полную картину исследуемого процесса: спектроскопия обеспечивает количественные параметры среды, а видеосъемка связывает эти параметры с геометрией и динамикой потока.
Цель настоящей статьи состоит в изложении методологии совместного применения высокоскоростной лазерной абсорбционной спектроскопии и высокоскоростной видеосъемки для исследования нестационарных газодинамических процессов, а также в описании преимуществ, ограничений и возможных направлений развития такой комбинированной диагностики.
Физические основы лазерной абсорбционной спектроскопии
Лазерная абсорбционная спектроскопия основана на законе Бугера — Ламберта — Бера, который связывает интенсивность падающего и прошедшего излучения с поглощательной способностью среды. Если лазерное излучение проходит через газ, содержащий молекулы с резонансным переходом на длине волны лазера, часть энергии поглощается. Измеряя относительное ослабление сигнала, можно определить оптическую толщину среды.
В простейшем случае интенсивность прошедшего излучения описывается выражением:
Iν = I0,ν exp(−ανL),
где I0,ν — исходная интенсивность лазерного излучения, Iν — интенсивность после прохождения через среду, αν — спектральный коэффициент поглощения, L — длина оптического пути.
Спектральный коэффициент поглощения зависит от концентрации поглощающих частиц, силы спектральной линии и формы линии. Интегральная площадь линии поглощения может быть использована для определения концентрации вещества, если известны температура и спектроскопические параметры перехода. Если регистрируются две или более спектральные линии с различной температурной чувствительностью, можно определить температуру газа по отношению интегральных поглощений.
Для высокотемпературных и неравновесных сред особенно важна возможность выбора линий, относящихся к различным энергетическим состояниям молекулы. Например, в случае CO₂, H₂O, CO, NO или CH₄ можно подобрать переходы с различными нижними энергиями, что позволяет оценивать не только общую температуру, но и распределение заселенностей по вращательным и колебательным уровням. При достаточно высокой скорости перестройки лазера спектр может быть зарегистрирован за доли микросекунды, что делает метод пригодным для анализа ударно-индуцированных процессов, быстрых реакций и переходных режимов.
Высокоскоростная лазерная абсорбционная диагностика
Высокоскоростная реализация лазерной абсорбционной спектроскопии требует источника излучения, который может быстро перестраиваться по длине волны или фиксироваться на выбранной спектральной линии с высокой частотой регистрации. В зависимости от задачи применяются диодные лазеры ближнего инфракрасного диапазона, квантово-каскадные лазеры среднего инфракрасного диапазона, межзонные каскадные лазеры и оптические параметрические источники.
Средний инфракрасный диапазон особенно важен для диагностики молекулярных газов, поскольку в нем расположены фундаментальные колебательно-вращательные полосы многих веществ. Переходы в этом диапазоне обладают высокой силой линии, что повышает чувствительность метода и позволяет работать при малых концентрациях диагностируемого компонента или при коротком оптическом пути.
В высокоскоростных измерениях используются два основных режима. Первый режим предполагает быстрое сканирование лазера по спектральной линии или группе линий. Он позволяет восстановить форму линии, определить площадь поглощения, оценить уширение и сдвиг спектрального профиля. Второй режим основан на фиксации длины волны на одном или нескольких участках спектра и обеспечивает максимально высокую частоту регистрации, но требует предварительного знания формы линии и условий эксперимента.
При исследовании нестационарных процессов важную роль играет синхронизация лазерной системы с событием. В ударной трубе таким событием может быть прохождение ударной волны через измерительное сечение. В экспериментах по горению — момент зажигания или приход фронта пламени. В плазменных и лазерно-индуцированных процессах — импульс возбуждения. Синхронизация позволяет сопоставить спектроскопические данные с фазой развития исследуемого явления и повысить воспроизводимость анализа.
Высокоскоростная видеосъемка как метод визуализации
Высокоскоростная видеосъемка применяется для регистрации быстрого изменения пространственной структуры объекта или потока. Современные высокоскоростные камеры позволяют получать изображения с частотами от тысяч до миллионов кадров в секунду в зависимости от разрешения, экспозиции и уровня освещенности. В газодинамических исследованиях видеосъемка часто используется совместно с теневыми, шлирен-, интерферометрическими, люминесцентными или эмиссионными методами визуализации.
Теневая и шлирен-визуализация позволяют наблюдать градиенты плотности, возникающие на ударных волнах, контактных поверхностях, в зонах смешения и тепловых слоях. Эмиссионная съемка регистрирует собственное излучение горячего газа, пламени или плазмы. Лазерно-индуцированная флуоресценция позволяет визуализировать распределение отдельных молекулярных или атомарных частиц. Съемка в видимом, ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне может использоваться для анализа различных физических аспектов процесса.
Главное преимущество высокоскоростной видеосъемки заключается в способности дать пространственно-временную картину явления. Например, при исследовании ударной волны камера может зафиксировать ее положение, форму и скорость. При исследовании пламени можно оценить скорость распространения фронта, его устойчивость и взаимодействие с турбулентными структурами. При анализе струй можно определить геометрию факела, длину зоны смешения и характер пульсаций.
Однако видеосъемка имеет ограничения. Получаемый сигнал зависит от освещения, оптической схемы, чувствительности камеры и выбранного метода визуализации. В большинстве случаев интенсивность изображения не может быть напрямую интерпретирована как температура или концентрация без дополнительной калибровки. Именно поэтому сочетание видеосъемки с лазерной абсорбционной спектроскопией является особенно перспективным.
Концепция комбинированной диагностики
Комбинированная диагностика основана на одновременном получении двух типов данных. Лазерная абсорбционная спектроскопия дает локальное или интегральное вдоль луча количественное измерение параметров газа. Высокоскоростная видеосъемка регистрирует пространственную структуру и динамику процесса. При правильной синхронизации оба набора данных относятся к одним и тем же временным моментам, что позволяет сопоставлять измеренные температуры и концентрации с положением характерных газодинамических структур.
В типичной схеме лазерный луч проходит через измерительное сечение экспериментальной установки, например через ударную трубу, камеру сгорания, сопло, струйный канал или плазменный реактор. Фотоприемник регистрирует прошедшую интенсивность с высокой частотой дискретизации. Одновременно высокоскоростная камера снимает область вокруг лазерного луча или всю рабочую зону. Видеорегистрация может осуществляться в обычной геометрии, в теневой схеме, в шлирен-схеме или с использованием оптических фильтров для выделения нужного спектрального диапазона.
Синхронизация осуществляется с помощью общего генератора задержек или управляющей системы запуска. Один и тот же триггер может запускать лазерное сканирование, сбор данных фотоприемника, освещающий импульс и видеокамеру. В результате каждому спектроскопическому измерению соответствует определенный кадр или группа кадров. Это позволяет, например, определить температуру газа непосредственно за ударной волной и одновременно видеть точное положение фронта относительно лазерного луча.
Особенно важным является учет различий в пространственном усреднении. Лазерная абсорбция измеряет интегральное поглощение вдоль оптического пути. Если среда неоднородна, полученный сигнал является результатом вклада разных участков луча. Видеосъемка помогает интерпретировать это усреднение, поскольку показывает, какие зоны пересекает лазерный луч в данный момент времени. В некоторых случаях возможно восстановление пространственного распределения параметров путем многолучевой схемы, томографического подхода или совмещения абсорбции с изображением потока.
Экспериментальная установка
Экспериментальная установка для совместной лазерной абсорбционной диагностики и высокоскоростной видеосъемки включает источник лазерного излучения, систему формирования и наведения луча, рабочую камеру или газодинамический канал, фотоприемный тракт, высокоскоростную камеру, осветительную систему и блок синхронизации.
Лазерный источник выбирается в зависимости от исследуемого газа. Для воды и кислорода часто применяются ближние инфракрасные диодные лазеры. Для CO₂, CO, NO, CH₄ и углеводородов предпочтителен средний инфракрасный диапазон, где расположены сильные фундаментальные полосы поглощения. Если необходимо регистрировать несколько переходов, используется быстрое сканирование длины волны или несколько лазеров, объединенных в одном оптическом тракте.
Оптическая система должна обеспечивать стабильное прохождение луча через исследуемую область и минимизировать паразитные отражения. Для этого применяются клиновидные окна, диафрагмы, фокусирующие зеркала, антиотражающие покрытия и оптические фильтры. В условиях сильного собственного излучения газа перед фотоприемником устанавливается спектральный фильтр, пропускающий только диапазон лазерного излучения.
Высокоскоростная камера устанавливается так, чтобы в поле зрения попадали измерительное сечение и линия прохождения лазерного луча. Для удобства последующей обработки положение луча может быть отмечено слабым видимым указателем, калибровочной меткой или геометрически восстановлено по оптической схеме. При шлирен-визуализации используются коллимированный источник света, нож Фуко или аналогичный пространственный фильтр, зеркала или линзы большого диаметра и высокоскоростная камера.
Осветительная система подбирается с учетом малой экспозиции кадра. При частотах съемки сотни тысяч кадров в секунду экспозиция может составлять микросекунды или меньше, поэтому требуется интенсивный импульсный или непрерывный источник света. Для эмиссионных процессов дополнительное освещение может не требоваться, однако в этом случае изображение отражает собственное излучение среды и должно интерпретироваться с осторожностью.
Синхронизация и временная привязка данных
Синхронизация является ключевым элементом комбинированного метода. Лазерная абсорбционная система и высокоскоростная камера обычно имеют разные частоты регистрации. Например, лазерное измерение может выполняться с частотой 1 МГц, тогда как камера снимает 100 000 кадров в секунду. В этом случае на один видеокадр приходится несколько спектроскопических измерений. При обработке данные усредняются или сопоставляются с учетом временного окна экспозиции кадра.
Временная привязка осуществляется по общему сигналу запуска. Для точного анализа необходимо учитывать задержку включения лазера, задержку фотоприемника, время экспозиции камеры, задержку электронного затвора, задержку источника подсветки и возможный джиттер синхронизации. Эти параметры определяются предварительной калибровкой.
В ударно-волновых экспериментах дополнительная временная привязка может выполняться по сигналам датчиков давления, установленных вдоль трубы. По времени прихода ударной волны к датчикам определяется ее скорость, а затем рассчитывается момент прохождения фронта через оптическое сечение. Видеосъемка позволяет независимо проверить положение фронта и уточнить момент пересечения лазерного луча.
При анализе движущихся потоков важно переходить от лабораторного времени к времени частицы, если сравнение выполняется с кинетическими моделями. Лазерная абсорбция регистрирует параметры в фиксированном сечении, тогда как газовая частица после ударной волны движется. Поэтому временная шкала процесса для частицы может отличаться от временной шкалы неподвижного наблюдателя. Видеоданные помогают оценить скорость движения характерных структур и корректно выполнить такое преобразование.
Обработка спектроскопических данных
Обработка данных лазерной абсорбционной спектроскопии включает несколько этапов. Сначала выполняется нормировка сигнала на базовую интенсивность без поглощения. Затем временная шкала сканирования преобразуется в шкалу частоты или волнового числа. Для этого используются эталоны, интерферометры, газовые калибровочные ячейки или заранее измеренная характеристика перестройки лазера.
После этого рассчитывается спектральная оптическая толщина:
τν = −ln(Iν/I0,ν).
Полученный профиль поглощения аппроксимируется модельной функцией, чаще всего профилем Фойгта, который учитывает доплеровское и столкновительное уширение. Из подгонки определяются площадь линии, положение центра, ширина и, при необходимости, дополнительные параметры. Площадь линии используется для определения концентрации, а ширина и отношение линий — для определения температуры.
Если регистрируется несколько переходов, можно использовать метод отношения линий. Для двух линий с различными нижними энергиями отношение интегральных поглощений зависит от температуры. Такой подход уменьшает влияние неопределенности длины оптического пути и концентрации, если обе линии относятся к одному компоненту. Для неравновесных сред можно подбирать линии, чувствительные к разным модальным температурам, например поступательной, вращательной и колебательной.
В быстропротекающих процессах важна фильтрация шумов без искажения временной динамики. Слишком сильное сглаживание может скрыть резкие переходы, фронты и колебания. Поэтому параметры фильтрации выбираются с учетом характерного времени процесса. Для повышения надежности используется многократное повторение эксперимента или статистическая обработка серий измерений, если процесс воспроизводим.
Обработка видеоданных
Обработка высокоскоростного видео начинается с геометрической калибровки изображения. Необходимо определить масштаб пиксель — длина, положение измерительного сечения, координаты лазерного луча и ориентацию камеры относительно рабочей зоны. Затем выполняется коррекция фона, вычитание темнового сигнала, нормировка освещенности и, при необходимости, коррекция оптических искажений.
Для газодинамических процессов часто требуется автоматическое выделение характерных структур: фронта ударной волны, границы пламени, контура струи, зоны свечения или контактной поверхности. Это может выполняться по порогу интенсивности, градиенту яркости, корреляционным методам или алгоритмам компьютерного зрения. По последовательности кадров определяется скорость движения структур, их деформация и взаимодействие с окружающей средой.
Если видеосъемка выполняется в шлирен- или теневой схеме, интенсивность изображения связана с градиентами показателя преломления, а значит, с градиентами плотности. В таком случае видео позволяет качественно или полуколичественно оценивать положение областей с резким изменением плотности. При использовании калиброванных интерферометрических методов возможно восстановление поля плотности, но это требует более сложной оптической схемы и обработки.
Сопоставление видеоданных со спектроскопическими измерениями выполняется путем временной и пространственной привязки. Для каждого момента времени определяется, какие структуры пересекает лазерный луч. Если луч проходит через неоднородную область, видеоданные помогают объяснить изменения абсорбционного сигнала. Например, резкое изменение измеренной температуры может быть связано не только с химической релаксацией, но и с прохождением границы зоны смешения через луч.
Научные преимущества совместного подхода
Главное преимущество объединения высокоскоростной лазерной абсорбционной спектроскопии и высокоскоростной видеосъемки состоит в одновременном получении количественной и визуальной информации. Лазерная диагностика отвечает на вопрос, как изменяются температура, концентрация и заселенности состояний. Видеосъемка показывает, где и при каких газодинамических условиях эти изменения происходят.
Такой подход снижает риск неправильной интерпретации данных. В одиночной лазерной абсорбции резкие изменения сигнала могут быть вызваны как истинным изменением температуры или концентрации, так и перемещением неоднородной структуры через оптический путь. Видеосъемка позволяет различить эти случаи. Напротив, видеозапись может показывать яркую область свечения, но без спектроскопии трудно определить, соответствует ли она высокой температуре, высокой концентрации излучающего вещества или изменению оптической толщины.
Совместная диагностика также полезна для валидации численных моделей. Современные вычислительные модели газовой динамики и химической кинетики предсказывают как распределение параметров потока, так и временную эволюцию температуры и состава. Высокоскоростная видеосъемка позволяет сравнивать расчетную геометрию потока с экспериментом, а лазерная абсорбция — проверять локальные термохимические параметры.
Кроме того, комбинированный метод повышает информативность одиночных экспериментов. Это особенно важно для установок, где каждый запуск дорог, трудоемок или имеет ограниченную воспроизводимость. Одновременная регистрация спектра и видео позволяет извлечь из одного события больше данных, чем при последовательном применении отдельных методов.
Применение к ударно-нагретым газам
Одной из наиболее перспективных областей применения является исследование ударно-нагретых газов. В ударной трубе газ за фронтом ударной волны быстро нагревается, после чего в нем протекают процессы поступательно-вращательной и колебательной релаксации, диссоциации, рекомбинации и излучения. Эти процессы развиваются на микросекундных и миллисекундных временах.
Лазерная абсорбционная спектроскопия позволяет измерять температуру и концентрацию выбранных компонентов за ударной волной. При выборе нескольких спектральных линий можно оценивать неравновесные модальные температуры, например поступательную, вращательную и колебательную. Высокоскоростная видеосъемка позволяет контролировать форму и устойчивость фронта ударной волны, наличие отраженных волн, контактной поверхности и пограничных эффектов.
В экспериментах с CO₂ такая комбинация особенно полезна для анализа колебательного неравновесия и инфракрасного излучения. Лазерная абсорбция в среднем инфракрасном диапазоне может зондировать конкретные ровибрационные переходы CO₂, а видеосъемка фиксирует положение ударного фронта и возможные неоднородности в измерительном сечении. Это позволяет более уверенно связывать изменения спектрального сигнала с физической релаксацией газа, а не с гидродинамическими возмущениями.
Применение к горению и детонации
В процессах горения и детонации характерные времена изменения температуры, состава и фронта реакции могут быть чрезвычайно малы. Высокоскоростная лазерная абсорбционная спектроскопия позволяет измерять концентрации H₂O, CO, CO₂, CH₄, C₂H₂, OH и других компонентов, а также температуру продуктов реакции. Высокоскоростная видеосъемка позволяет фиксировать фронт пламени, зоны воспламенения, ячеистую структуру детонации и развитие неустойчивостей.
Совместное применение методов позволяет установить связь между химическим состоянием среды и видимой динамикой фронта. Например, можно определить, как изменяется температура в момент прохождения фронта пламени через лазерный луч, как быстро образуются продукты реакции, как распределяются зоны неполного сгорания и как газодинамические возмущения влияют на интенсивность реакции.
При детонационных исследованиях видеосъемка особенно важна для определения положения ударно-реакционного комплекса, а лазерная абсорбция дает информацию о термохимическом состоянии за фронтом. Такая комбинация может применяться для валидации моделей химической кинетики, оценки задержки воспламенения и анализа устойчивости детонационных волн.
Применение к струям, смешению и плазменным потокам
В струйных и смешивающихся потоках лазерная абсорбция может использоваться для измерения концентрации трассирующего или основного газа вдоль луча, а видеосъемка — для определения формы струи, длины потенциального ядра, вихревых структур и частоты пульсаций. Если используется несколько лучей, можно получать информацию о распределении концентрации в разных сечениях.
В плазменных потоках комбинированная диагностика позволяет сопоставлять спектроскопически измеренные параметры нейтральных или молекулярных компонентов с геометрией светящейся области. Высокоскоростное видео фиксирует нестабильности, перемещение плазменного факела и импульсные выбросы, тогда как абсорбционная спектроскопия может регистрировать концентрацию холодных или умеренно нагретых молекул, которые не всегда видны в эмиссии.
Для лазерно-индуцированных процессов, таких как пробой, абляция, испарение и ударное расширение плазмы, видеосъемка дает динамику расширяющегося облака, а абсорбция позволяет измерить концентрацию паров или молекулярных продуктов. Такая комбинация помогает разделить геометрическое расширение, охлаждение и химические превращения.
Ограничения метода
Несмотря на значительные преимущества, совместное применение высокоскоростной лазерной абсорбции и видеосъемки имеет ряд ограничений. Лазерная абсорбция обычно дает интегральный сигнал вдоль луча, поэтому при сильной неоднородности среды требуется осторожная интерпретация. Видеосъемка помогает, но не всегда полностью решает эту проблему.
Другим ограничением является необходимость точной синхронизации. Даже микросекундные ошибки временной привязки могут быть существенными при исследовании ударных волн или детонации. Также важны различия во временном разрешении: лазерная система и камера могут иметь разные частоты регистрации и разные времена интегрирования.
Оптическая доступность установки также является критическим фактором. Для лазерной абсорбции нужны окна, прозрачные в выбранном спектральном диапазоне, а для видеосъемки — достаточное поле зрения. В высокотемпературных средах окна могут загрязняться, нагреваться или испытывать механические нагрузки. Кроме того, сильное собственное излучение газа может создавать фон для фотоприемника и камеры.
Для среднего инфракрасного диапазона дополнительным ограничением является стоимость и сложность оптики, лазеров и детекторов. Многие материалы, прозрачные в видимом диапазоне, непрозрачны в среднем инфракрасном. Поэтому требуется специальная оптика из CaF₂, BaF₂, ZnSe, сапфира или других материалов, пригодных для выбранной длины волны.
Перспективы развития
Перспективное направление развития комбинированной диагностики связано с переходом от однолучевой абсорбции к многолучевым и томографическим схемам. Это позволит уменьшить влияние интегрирования вдоль луча и восстанавливать двумерные или трехмерные поля температуры и концентрации. Совмещение таких данных с высокоскоростным видео даст более полное описание нестационарного потока.
Другим направлением является использование нескольких лазеров, настроенных на разные спектральные переходы и разные молекулярные компоненты. Это позволит одновременно измерять температуру, концентрации нескольких веществ и модальные температуры в неравновесных средах. Для CO₂, например, возможно зондирование переходов из разных колебательных мод, что позволит различать температуры изгибного, симметричного и асимметричного колебаний.
Развитие высокоскоростных инфракрасных камер также открывает возможность совмещения абсорбционной спектроскопии с двумерной инфракрасной визуализацией. В перспективе это может позволить одновременно наблюдать распределение теплового излучения и проводить точные спектроскопические измерения на выбранных линиях.
Методы машинного обучения и компьютерного зрения могут использоваться для автоматического сопоставления спектроскопических временных рядов с видеоданными. Алгоритмы могут выделять характерные структуры на кадрах, определять моменты прохождения фронтов через лазерный луч и связывать эти события с изменениями температуры и концентрации. Это особенно полезно при больших объемах данных, характерных для мегагерцовой спектроскопии и высокоскоростного видео.
Высокоскоростная лазерная абсорбционная спектроскопия в сочетании с высокоскоростной видеосъемкой представляет собой мощный инструмент исследования нестационарных газодинамических, термохимических и плазменных процессов. Лазерная диагностика обеспечивает количественное измерение температуры, концентрации и энергетических заселенностей, а видеосъемка дает пространственно-временную картину развития процесса.
Совместное применение этих методов особенно эффективно в задачах, где локальные параметры среды быстро изменяются и зависят от положения фронтов, волн, вихрей или зон реакции. Комбинированная диагностика позволяет повысить достоверность интерпретации, улучшить валидацию численных моделей и получить больше информации из каждого эксперимента.
Наиболее перспективными направлениями развития являются многолучевая абсорбционная томография, одновременное зондирование нескольких компонентов, регистрация нескольких модальных температур в неравновесных газах и автоматизированное сопоставление спектроскопических данных с видеорядами. Такая интеграция открывает путь к более детальному и количественному описанию быстропротекающих процессов в высокотемпературных и реагирующих средах.