为了进一步揭示空心阴极放电中放电模式的转换机制, 特别是空心阴极放电过程中自脉冲的形成机理, 利用柱型空心阴极放电结构, 在空气环境下研究了放电处于不同模式时的发光特性。 测量得到了不同放电模式下的伏安特性曲线、 放电发光图像、 自脉冲阶段的脉冲波形等。 实验结果表明随着放电电流的增加放电分为汤生放电模式、 自脉冲放电模式、 正常辉光放电模式和反常辉光放电模式。 虽然所用电源为直流电源, 但在自脉冲放电阶段电流和电压随时间呈周期性变化。 实验结果表明在不同的放电模式下具有不同的发光特性。 在由汤生放电转换为自脉冲放电模式和由自脉冲模式转换为正常辉光放电模式过程中, 放电腔的径向中心处和轴向孔口附近均存在光强的突变。 实验同时在200～700 nm范围内测量得到了不同电流时的发射光谱。 结果表明发射光谱主要集中在330～450 nm, 主要包括氮分子的第二正带系(C3Πu→B3Πg )和氮分子离子的第一负带系(B2Σ+u→X2Σ+g)。 其中氮分子离子第一负带系具有较强的发射光谱。 由于B2Σ+u激发电位较高, 因此该谱带较强发射光谱的存在表明空心阴极放电较其他放电形式更容易获得高激发态粒子和高能量电子。 在650～700 nm附近存在一弱的发光谱带, 主要为氮分子的第一正带发射谱(B3Πg→A3Σ+u)。 在此基础上根据双原子光谱发射理论, 结合氮分子第二正带系的三组顺序组带: Δν=-1, -2和-3, 利用玻尔兹曼斜率法计算得到了不同放电模式下氮气的分子振动温度。 结果表明在实验电流范围内分子振动温度在3 300 K左右, 随着电流的增加而升高, 并且在自脉冲消失时存在一突变迅速增强。 由于电子能量、 电子密度与分子振动温度密切相关, 因此该结果也表明随着放电电流的增加电子平均能量和电子密度不断增加, 当脉冲消失时, 电子平均能量和电子密度出现跃变升高。 最后, 对空心阴极放电中自脉冲的形成机理进行了讨论, 结果表明自脉冲放电源于放电模式的转换。

利用发射光谱法, 在氮气环境下研究了圆柱型空心阴极放电条纹的特性。 测量得到了气压为20 Pa, 放电电流为1.3 mA时条纹区的发射光谱, 结果表明发射光谱主要为氮分子的第一正带系（B3Пg →A3Пu）和 第二正带系(C3Пu→B3Пg )。 利用双原子光谱发射理论, 计算得到了氮分子振动温度的空间分布特性。 结果表明光谱线强度呈周期性分布, 明纹中心处的谱线强度高于暗纹中心处的谱线强度。 明纹中心处的N2分子振动温度为3 500～4 400 K, 并且从阴极到阳极, 明纹中心处光谱线强度和分子振动温度逐渐下降。 同时测量得到了放电电流为1.0和1.5 mA时的发光条纹特性, 研究了放电电流对条纹特性的影响。 随着放电电流的增加, 明纹中心处的分子振动温度升高, 条纹间距增加。 另外, 利用测量得到的发光条纹, 计算得到了条纹区的平均约化电场强度为44～49 m-1·Pa-1, 并且由阴极向阳极逐渐降低。 对于揭示气体放电中发光条纹的形成机理和促进空心阴极放电的稳定性有重要的参考价值。

为了揭示微空心阴极放电的放电机理，利用流体模型研究了矩形微空心阴极放电的时间和空间分布特性。在氩气环境下计算得到了压强为1.3×104 Pa时电流、电势、电场、电子和离子密度等随时间的发展变化。结果表明，整个放电过程分为四个阶段，即预放电阶段、电场由轴向向径向转换阶段、电流缓慢增长向空心阴极效应过渡阶段和稳态放电阶段。稳态放电时出现明显的空心阴极效应，阴极位降区存在很高的径向电场和较高的电子平均能量，而负辉区径向电场很弱，电子平均能量较低，电子和离子密度峰值出现在负辉区，二者数值基本相等，而在阴极位降区离子密度远高于电子密度。

利用U型管圆锥泡声致发光装置, 测量到了丙三醇溶液中圆锥泡声致发光的光谱和光脉冲。 结果表明, 测量得到的发光光谱为光滑的连续谱, 且与理论模拟得到的黑体辐射谱相吻合, 拟合温度分布于2 600～3 500 K范围内。 文章从空间和时间两方面分析了圆锥泡空化发光中存在黑体辐射的原因： 较大的气泡体积(气泡塌缩半径为1.4 cm)与较长的发光时间(几十微秒)。 另外, 实验研究表明随着发光波长的增长, 光脉冲宽度变宽, 从而进一步证明了圆锥泡声致发光中的黑体辐射机制。 最后, 利用测量得到的发光光谱和脉冲计算得到了发光光强为0.18 J, 远远高于其他方式得到的声致发光光强。

利用Nd:YAGns脉冲激光烧蚀土壤标样,由Ar载气流将蒸发物引入到电感耦合等离子体光源,通过光谱仪和采谱系统获得原子发射光谱,测量了样品中重金属元素As、Pb、Cr、Hg和Cd的光谱强度、信背比和谱线宽度,并研究了样品蒸发量和烧蚀颗粒尺寸随实验条件的变化。结果表明,当激光输出能量从100mJ上升至700mJ时,元素的光谱强度和信背比均正比增大,谱线宽度基本不变;样品蒸发量亦随激光能量正比增加,但烧蚀颗粒尺寸增大缓慢。所以,适当增大激光输出能量可以获得更高质量的原子发射光谱。

采用高能量钕玻璃激光器(～15J)在高压环境气体中激发诱导土壤等离子体,气体压强为0.9MPa,研究了不同环境气氛(高纯的氩气、氮气和二氧化碳气体)中,土壤等离子体辐射和电子温度的空间分布情况.以Ti的334.941nm和Mn的344.199nm两条谱线作为发射光谱观测线来分析说明等离子体辐射强度的空间分布规律,实验结果表明,在等离子体的轴向距离样品表面约z＝1.5mm位置区域,等离子体辐射强度最大.利用Ti的334.941nm和337.280nm两条谱线测量得到沿等离子体轴向1.0mm 和1.5mm高度区域的电子温度,结果显示,z=1.0mm区域的电子温度较高;在等离子体中心轴线区域的电子温度最高,并沿等离子体的径向单调递减;在不同环境气体中电子温度变化特征有所不同.