利用氩气作为工作气体, 采用正弦电压驱动沿面型等离子体喷枪, 在大气压空气环境中产生了均匀的等离子体羽。 电学和光学测量结果表明, 等离子体羽放电只存在于外加峰值电压的正半周期, 并且正半周期的放电脉冲个数随气体流量的增加而增加。 通过对正半周期不同位置的发光脉冲信号进行比较, 发现等离子体羽均按子弹形式传播, 其中每一个发光脉冲均对应一次等离子体子弹传播过程。 通过对比放电电流和等离子体羽的发光信号, 发现等离子体羽的发光脉冲滞后于放电电流脉冲, 且该延迟时间基本服从正态分布。 该延迟时间随着外加电压峰值及气体流量的增大而减小。 利用光纤测温仪测量了等离子体羽的气体温度, 发现气体温度随外加峰值电压的增大而升高, 随工作气体流量的增大而降低。 通过分析放电过程, 对上述现象进行了定性解释。

利用可调谐二极管激光吸收光谱技术对低气压氩气介质阻挡放电等离子体进行诊断, 重点考察了Ar亚稳态1s5和1s3的数密度和气体温度随放电电压, 气压, 流量, 极板间距, 以及随N2配比的变化情况。 实验基于朗伯-比尔（Lambert-Beer)定律, 通过计算吸收谱线的吸收峰面积求取Ar亚稳态的数密度, 同时对谱线进行Voigt拟合得到多普勒展宽, 进而求出气体温度。 Ar亚稳态主要由电子碰撞产生, 但同时电子也会碰撞亚稳态发生猝灭作用, 从而使数密度减少; 气体温度则与等离子体的实际功率、 电子的状态以及粒子之间的碰撞有关。 实验结果表明在本实验条件范围内, Ar亚稳态数密度和气体温度随放电电压和流量的增大都先增大, 之后逐渐趋于平缓, 但两者随流量的变化幅度都较之随放电电压的小, 增长较缓慢。 随气压的升高, Ar亚稳态数密度和气体温度先增加并达到一个极大值, 而之后逐渐降低。 实验数据表明, 气压对谱线展宽有较明显的影响作用。 适当增大极板间距, Ar亚稳态数密度明显降低, 但气体温度却有所升高。 N2的加入对亚稳态有很强的猝灭作用, 05%的N2就会使数密度下降50%, 但随着N2浓度的进一步增大, 其数密度不再明显降低。

为了研究温度变化对温室气体及碳同位素比值光谱定量分析的影响，首先从理论上分析得出温室气体浓度及δ13CO2值的定量反演主要取决于吸收系数，并研究了吸收系数的计算方法。其次结合HITRAN数据库，研究了温度对线强、展宽以及吸收系数的影响规律，结果表明：压强为1 atm(1 atm=1.013×105 Pa)恒定条件下，温度变化时，吸收系数受线强变化的影响强于受展宽变化的影响。最后通过实验验证了温室气体和碳同位素比值傅里叶变换红外光谱(FTIR)反演的温度依赖关系，其中碳同位素比值受温度变化影响幅度最大,单位温度变化对δ13CO2值的影响为14.37‰。文中结果为高精度温室气体及碳同位素比值红外光谱监测装置中的温度监控系统设计提供了理论依据。

自持体放电又称大气压脉冲放电或脉冲辉光放电，是一种利用微秒-亚微秒量级脉冲在大气压下获得大体积等离子体的放电形式。为了测量自持体放电过程中气体温度的演化，采用光谱拟合的方法,对氮分子第二正带光谱进行了理论分析。并对两套横向激励大气压(TEA)气体激光器放电系统(准分子放电腔快放电系统，TEA CO2激光器放电腔慢放电系统)的等离子体时域分辨分子光谱进行了测量，并拟合了气体转动温度，取得了两种不同放电结构放电过程中气体温度演化的数据。结果表明，准分子放电腔快放电过程中总的能量注入密度为1.3×105J/m3时，温度升高92K，TEA CO2激光器放电腔慢放电过程中总的能量注入密度为7×104J/m3时，温度升高约50K，两套系统温度升高比对应于总的注入能量密度比。这一结果对研究自持体放电机理提高放电稳定性是有帮助的。

大气压等离子体针空气放电产生的低温等离子体由于脱离了真空装置， 在工业上具有广泛的应用前景。 本文采用等离子体针装置在空气中产生了稳定的大气压等离子体羽， 并利用光谱法对等离子体羽的振动温度和气体温度进行了研究。 结果发现大气压空气等离子体羽的放电区域分为强光区和弱光区。 放电发光信号是宽度为几个微秒的脉冲。 研究结果表明等离子体振动温度随空间位置不同在2 500～3 000 K范围变化。 振动温度在强光区随着远离针尖距离的增大振动温度呈上升趋势， 在5 mm左右存在极大值， 在弱光区随着远离针尖距离的增大振动温度呈下降趋势。 与其相似， 弱光区放电的气体温度随着远离针尖距离增大， 从640 K降低到540 K。 这些结果对大气压空气放电的工业应用具有重要意义。

采用介质阻挡放电等离子体喷枪装置, 在大气压下流动气体（氩气和痕量氮气）中产生了稳定的喷射等离子体。 通过拍摄喷枪发光照片, 研究了喷射等离子体长度随气体流量的变化关系。 利用高分辨率光谱仪采集等离子体羽处的发射光谱, 通过对发射光谱中N+2的第一负系（Ｂ　２Σ＋ｕ→Ｘ　２Σ＋ｇ, 390～391.6 nm）谱线拟合得到了射流等离子体的转动温度。 利用该方法研究了不同电压下的气体温度, 发现气体温度随着外加电压增加而增大。 通过温度计直接测量气体温度随外加电压的变化关系, 发现喷射等离子体的气体温度也是随外加电压增加而增大。 对两种测量方法获得的气体温度存在的差别进行了解释。

为在高气压下形成大体积均匀等离子体, 将微空心阴极放电(MHCD）作为等离子体阴极, 引入另一阳极而设计为微空心阴极维持放电(MCSD）的发生装置。 实验研究了MCSD的产生放电条件, 通过在氩气中添加少量氮气, 分析氮分子第一正带系发射光谱的方法测量了MCSD中羽流区不同位置的气体温度。 研究表明, 当等离子体阴极电流增加到一个临界值(约为0.5～1 mA）以后, 在等离子体阴极与诱导阳极之间才会出现大体积辉光放电, 羽流区气体温度在实验条件下约为500 K。 MCSD减缓了辉光向弧光的转变, 在高气压下可产生稳定的大体积辉光放电。

使用空心针板放电装置, 以氩气作为导入气体, 在大气环境下产生了1.6～3 cm波长的等离子体炬。 利用发射光谱法, 研究了等离子体炬弧根和弧梢处的气体温度和振动温度, 以及它们随气体流量的变化。 等离子体气体温度通过对OH基309 nm附近的谱带进行拟合得到, 等离子体振动温度由氮分子第二正带系Ｃ ３Πｕ—Ｂ ３Πｇ计算得到。 实验发现弧根和弧梢处的气体温度相等, 并随着气体流量的增大而下降。 当气体流量从3.0 mL·min-1增大到6.5 mL·min-1时, 气体温度由350 K下降到300 K。 当气体流量较小(如3.0 mL·min-1)时, 弧梢处的振动温度(1 950 K)高于弧根处的振动温度(1 755 K)。 随着气体流量的增大, 弧梢处与弧根处的振动温度均下降, 但弧梢处下降速率较快。 当气体流量较大时, 二者趋于相等。