Аналитическая теория коэффициентов усиления света на переходах Н-ионов в свободно разлетающейся плазме

Теоретически рассмотрено усиление света на переходах Н-ионов при свободном разлете в вакуум полностью ионизованного сгустка плазмы цилиндрической формы (плазменного шнура). Предложена формула, описывающая выделение рекомбинационного тепла в многозарядной плазме в расчете на один акт тройной рекомбинации ядер. Получено аналитическое выражение, дающее временной ход коэффициента усиления в процессе разлета сгустка с учетом рекомбинационного нагрева электронов. Показано, что для реализации максимальных коэффициентов усиления начальные электронная плотность и температура, а также радиус шнура должны удовлетворять определенному соотношению. Снижение начальной плотности плазмы приводит к некоторому увеличению коэффициента усиления при значительном уменьшении энерговклада. Анализ поведения во времени коэффициента усиления позволяет сделать вывод о перспективности перехода 3–2. При начальных параметрах плазменного шнура N₀= 10²⁰см^–3, R₀ = 10 мкм, Z = 6 ожидаемый максимальный коэффициент усиления κ≈ 1 см^–1.