传统的粒子模拟软件在获得微放电阈值时需要进行多次微放电模拟，而且不具备自动功率扫描功能，在不考虑电子运动所产生的自洽场的情况下，提出了一种微波器件微放电阈值功率自适应扫描方法，对同一微波器件中的电磁场只计算一次并重复利用，改变输入功率，获得不同功率下的粒子数目变化的趋势，结合阈值功率判断方法，进而能够快速获得微放电阈值。首先，采用MSAT粒子模拟软件计算单位功率下微波部件中的电磁场分布，接着利用蛙跳法求解粒子运动轨迹，然后结合二次电子发射模型确定出射粒子数目。在微放电模拟过程中对粒子数目曲线进行分析，建立微放电阈值判据方法，根据二分法改变输入功率使得粒子模拟软件在给定初始功率后自动给出微放电阈值。以微波阶梯阻抗变换器与同轴腔体滤波器为研究对象，采用该方法分别计算其微放电阈值并与实验结果进行对比，结果表明，该方法具有准确性。

为改进微放电试验的有效性, 针对微放电试验中种子电子的加载方法进行了研究, 介绍了辐射源、紫外光源、电子枪三种加载方法, 并说明和比较了上述方法的优缺点和适用范围。接着重点介绍了两种辐射源加载种子电子的方法: β衰变和γ跃迁, 并对两种方法加载种子电子的特性进行了定量分析。所得结果表明, 基于β衰变的90Sr及同时进行β衰变和γ跃迁的137Cs均可产生能够穿透毫米量级铝质微波部件壁厚的不同数量的种子电子, 适合用于微放电试验中的种子电子加载。

利用大气压脉冲微放电剥蚀源对铝合金进行光谱分析。 该针板结构微放电装置具有价格低廉、 操作便捷、 分析快速等特点。 脉冲放电能瞬间注入极大的放电能量, 不致使样品融化, 进而保证放电的稳定性。 在几微秒的时间内, 对钨针电极施加近-4 000 V的高压, 电极间迅速形成放电通道, 针尖和样品之间形成高达20 A的电流, 造成对样品的剥蚀, 并对被剥蚀的粒子进行激发。 单次放电脉冲注入能量约为85 mJ, 能量以电流的形式传递于放电电极。 剥蚀形貌图表明放电微等离子体局域在电极间隙, 针尖轴向上的能量传递和电流密度远高于离轴区域。 为了深入研究剥蚀机制和物理性质, 对等离子体源的电学特性进行了讨论。 通过精确的时序拍摄技术观测了等离子体的演化过程, 从ICCD相机的快速成像结果可以看到等离子体源寿命与脉冲高压放电源的脉宽相当, 发光强度与放电电流变化趋势相吻合。 与光谱分析装置相连接, 脉冲微放电剥蚀源可有效激发合金样品中的铝、 镁、 锰、 铜等元素原子谱线。 对放电过程等离子体光谱特性进行考察, 利用玻尔兹曼斜线法和Stark展宽法计算等离子体电子温度和电子数密度, 分别得到过程中等离子体电子激发温度约6 700 K, 等离子体电子数密度约1017 cm-3量级, 并验证了放电处于局域热平衡状态。 探究其定量分析性能, 结果表明该脉冲微放电等离子体直接作为一种光谱分析源可实现对铝合金样品快速定量分析。

高气压下的微型电热推进器(MPT)中的放电等离子体存在多负辉区结构, 其负辉区有融合趋势。对矩形微放电等离子体推进器(RMPT)的负辉区融合过程进行了二维模拟分析, 在方法上采用了非平衡态的自洽流体模型, 并考虑了离子电流加热和三体碰撞过程。结果显示：矩形微放电等离子体推进器(RMPT)在低电流条件下存在两个稳定的负辉区, 当超过某一电流阈值条件后, 两个负辉区会在腔体中心重合。分析了这一过程的成因, 认为其融合过程本质上是空心阴极的导通过程, 其融合与否与鞘层电压有关。

利用平行管水电极介质阻挡放电装置, 在氩气和空气混合气体中, 得到了狭缝微放电等离子体. 利用发射光谱法, 研究了此放电中分子振动温度、 分子转动温度和电子的平均能量随气体压强的变化. 通过氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πg)的发射谱线计算了氮分子的振动温度; 利用氮分子离子(N＋2)的第一负带系(B2Σ+u→X2Σ+g)的发射谱线计算了氮分子的转动温度; 测量了氮分子离子391.4 nm和激发态的氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度之比, 研究了电子能量的变化. 结果表明, 当压强从60 kPa增大到100 kPa, 分子振动温度及分子转动温度均减小, 氮分子离子谱线与激发态的氮分子谱线的强度之比亦减小.