利用广州高建筑物雷电观测站获得的600 m高广州塔上一次闪电3个回击放电过程的光谱资料，详细分析了广州塔上闪电光谱随时间的演化和随高度的变化特性，并通过对比实测的一组氮原子（NI）［856.8 nm，859.4 nm，862.9 nm］多重态的谱线强度比和理论计算值之比，验证了闪电近红外光辐射满足光学薄条件。结果表明：3个回击放电通道约在200 m以下发光较强；在回击放电初期，当向上传输的电流波还未到达通道顶部时，底部通道径向辐射光谱由较强的离子线和较弱的中性原子线组成，而通道顶部径向辐射光谱主要取决于下行先导，由较弱的离子线和较强的中性原子线组成；当回击电流波向上传输到通道顶部后，整个通道径向辐射出很强的离子线和很强的中性原子线，且离子线总强度和原子线总强度均随通道高度的增加而减小；在回击放电70 μs以后，200 m以上通道离子线总强度和原子线总强度随通道高度的增加基本保持不变。此观测结果也直接证实了闪电放电通道由一个辐射离子线的高温核心和一个辐射中性原子线温度相对较低的外围电晕组成。

平板电容器是电磁脉冲（EMP）模拟装置中常用的脉冲压缩器件，在平行板电极的SF6沿面闪络实验中发现，原本前沿光滑的纳秒脉冲电压加载在平行板电极上，会在脉冲电压前沿上测得一尖峰，使加载的脉冲电压出现“双峰”现象。为探索该现象的原因，首先通过理论分析，认为该现象可能是由于平行板电极边缘发生了滑闪放电，增大了电极等效正对面积，使平行板电极的等效容值发生突变所致，容值变化越大，尖峰越明显。之后开展了不同气压下平行板电极的沿面闪络实验，并对放电过程的图像进行了拍摄，结果表明：平行板电极边缘产生的树枝状放电在低气压时主干明亮粗大，分枝较多，气压升高后，主干亮度和直径逐渐变小，分枝也越来越少；随着气压的增加，由于平行板电极边缘的滑闪放电受到抑制，平行板的等效面积变化率越来越小，尖峰出现时对应的电压幅值越来越高，且尖峰越来越不明显，与理论分析一致。

对大气环境中脉冲电压加载下绝缘介质沿面闪络放电开展了初步放电图像诊断研究。采用超高速可见光分幅相机诊断指状电极结构下有机玻璃材料在大气环境中不同时刻闪络通道发光图像特征。实验结果表明：闪络通道形成和扩张阶段中, 阴极区域和阳极区域均产生放电发光, 放电通道沿固体电介质表面快速贯穿, 贯穿时间约15 ns, 贯穿后发光通道逐渐扩张至一定区域, 发光强度大, 维持时间长, 整体发光时间可持续到μs量级, 放电通道内能量分布有所差异。

以门控脉冲高压电源作为火花放电电源, 研究了火花放电辅助-激光诱导击穿光谱中放电通道与火花放电相对于激光脉冲之间延时的关系.研究结果表明: 在合理的剥离激光能量和电极空间布置下, 调节该延时可以实现由“V”字形放电到平行放电的转变.在“V”字形放电时, 火花放电会扩大烧蚀坑洞的直径、破坏横向空间分辨率; 而在平行放电情况下, 火花放电不会扩大烧蚀坑洞的直径, 从而保证其横向空间分辨率仅由激光剥离来决定.在平行放电的条件下开展了铝合金中铬元素的火花放电辅助-激光诱导击穿光谱定量分析, 其检出限达到了8.8 ppm, 比单纯的激光诱导击穿光谱技术的分析结果改善了8倍.在火花放电辅助-激光诱导击穿光谱技术中采用带外触发控制的火花放电模式, 可以实现平行放电和高横向空间分辨的样品表面元素分析.

针对灯箱中反射器的设计和运行情况，设计实验量化了反射器对氙灯辐射和钕玻璃荧光效率的影响。氙灯辐射由强流管测量的氙灯辐射波形和能量计测量的辐射能量获得；钕玻璃荧光由自主设计的荧光测量系统获得；同时，使用高速摄影仪对放电通道进行观测。实验发现，反射器在此次实验条件下可以提高氙灯辐射效率89%，提高钕玻璃荧光效率78%。而且，实验发现工程运行中氙灯“发白”，是反射器引导氙灯放电通道在靠近反射器一侧形成，导致该处过度烧蚀的结果。

脉冲氙灯作为固体激光器的泵浦源，是激光惯性约束聚变装置中重要的光学器件。针对脉冲氙灯的电流尾部开展了截断技术研究，实现了脉冲氙灯电流尾部的截断。研究了电流尾部截断技术对脉冲氙灯放电通道、外壁温度、冲击波产生的振动和钕玻璃荧光输出的影响。研究发现氙灯电流尾部被截断后有效地减弱了等离子体对氙灯内壁的作用，导致氙灯外壁温升降低，从而提高了氙灯寿命。而电流截断产生的冲击波对氙灯并无影响，但过多的截断会降低钕玻璃荧光输出。

依据无狭缝光栅摄谱仪在青海获得的云对地闪电回击光谱信息, 结合空气等离子体传输理论, 用四种不同方法计算了同一闪电放电通道的电导率。 结果表明: 各种方法所得闪电核心通道的电导率数量级均为104 S·m-1; 且同一通道内的电导率随通道高度的增加有减小的趋势; 通道内电子与一次、 二次电离离子的碰撞以及它们各自的碰撞对通道电导率的贡献不可忽略; 用碰撞积分的方法计算闪电核心通道的电导率结果更为合理。 在通道电导率的基础上估算了回击通道的放电电流, 与辐射峰值电场实验资料所得的相应峰值电流相比, 其结果在合理的范围内, 并进一步探讨了温度与电流放电特性的相关性, 为研究闪电放电电流提供了一条可行的途径。

针对堆栈式六间隙串联气体开关，建立了6个放电间隙的光信号测量系统，实验获得了不同触发电压和气压时开关统计时延和形成时延的变化规律。统计时延占总时延约42%，形成时延占总时延约58%，触发电极相邻的两个间隙击穿时延占总时延约75%，是开关触发时延的主要组成部分。利用四分幅纳秒高速相机拍摄开关的放电通道图像，初步分析了放电通道的形成和变化过程，得到了不同实验条件下放电通道数量的变化规律。开关最底部间隙可以形成多通道放电，其他间隙以单通道为主。随着触发电压提高，触发间隙的放电通道数量明显增加，但是其他间隙变化不大。在放电过程中，没有观察到放电通道合并或熄灭的现象，间隙击穿后仍然有可能形成新的放电通道。

为了使雷电电磁场的计算更加接近实际情况, 并对远场区雷电电磁脉冲场进行模拟, 利用偶极子理论对斜向放电通道雷电电磁场解析表达式进行了求解, 用解析方法对地表雷电电磁场及其导数在远场区的一阶、二阶近似表达式进行了推导, 得到了电磁场及其导数与通道底部电流及其导数的远场近似关系。采用脉冲函数表示通道基电流, 对比了精确表达式与近似表达式计算的电磁场及其导数波形。结果表明在远场区, 斜向通道雷电电磁场波形与其近似波形的偏差、电磁场导数波形与其近似导数波形之间的偏差均随着距离的增加而减小, 且电磁场导数近似公式要比电磁场近似公式适用范围更加广泛。计算结果验证了解析推导近似的可行性。

搭建低电感实验回路平台，利用高速分幅相机拍摄火花开关放电通道发展过程，分析照片光强和放电通道半径的对应关系，根据图片光强测定不同时刻放电通道的半径，提出适合实验条件的放电通道半径计算公式。依据高压探头和Pearson线圈测量得到的放电通道电压和电流波形，计算放电通道的电阻，再利用测量的放电通道半径进而得到其电导率。放电通道半径随着放电通道的发展逐渐增大，有饱和的趋势，放电电流2 kA时电流峰值处放电通道半径约0.6 mm；随着放电电流峰值的增大，放电通道电阻下降速率增大，达到稳定值所需的时间减小，稳定值也随之减小，其电阻稳定值最小能达到0.08 Ω。