Рекомбинирующая гелий-неоновая плазма

Теоретически исследована рекомбинирующая гелий-неоновая плазма в диапазоне концентраций свободных электронов ${N_{e}=10^{13}\div10^{17}\,\text{см}^{-3}}$ и электронных температур ${T_{e}=0.05\div0.50}$ эВ при концентрации тяжелых частиц ${N <10^{18}\,\text{см}^{-3}}$. В приближении стационарного стока рассчитаны заселенности уровней гелия и неона. Установлено, что использование плазмы чистого неона в качестве рабочего тела в лазере не представляется перспективным. В рекомбинирующей плазме гелия и неона возникают устойчивые и значительные по величине инверсные заселенности уровней Ne $(4s){-}$Ne $(3p)$. Определены оптимальные отношения концентраций атомов неона к атомам гелия ${N_{\text{Ne}}/N_{\text{He}}\leqslant10^{-3}}$ и к концентрации свободных электронов ${N_{\text{Ne}}/N_{e}=10^{1}\div10^{3}}$. Получены простые формулы для вычисления заселенностей уровней Ne $(4s)$. Показано, что инверсии возникают как в случае, когда рекомбинирует плазма смеси гелия и неона, так и в случае, когда рекомбинирующая плазма чистого гелия смешивается с атомами неона в основном состоянии.