感应耦合等离子体光源近些年来山于高光效、长寿命等特点而备受关注。本文主要研究了磁芯内置式、磁芯外置式以及线圈绕制式三种主要的感应耦合等离子体光源。通过建立模型,在实验验证的前提下深入了解等离子体参数在放电腔中的分布,分析放电物理过程,研究不同条件对发光效率的影响,比较三种光源的特性。论文首先建立了磁芯内置式小功率Ar-Hg感应耦合等离子体光源的一维自洽模型,并用发射光谱法对模型进行了验证。该模型包含了电磁场轮廓和等离子体碰撞辐射模型,并考虑了汞原子的高激发态能级。利用模型,分析了不同缓冲气压和不同频率对共振态汞原子浓度的影响。当缓冲气体压强升高时,电子浓度和电子温度随之减小。模拟结果表明,为了获得更高的发光效率,最佳氩气压在0.2Torr-0.4Torr之间。针对磁芯外置式感应耦合等离子体光源电场非轴对称的分布特性,论文建立了直角坐标系下二维模型。该模型考虑了气体温度的分布,在实验测量电场轮廓的基础上,模拟高激发态汞原子浓度的二维分布,并和实验测量得到的不同弦长上的光谱辐射强度进行比较。基于模型,分析得到汞原子63P1态的主要产生和损失机制,并对磁芯外置式感应耦合等离子体光源和磁芯内置式感应耦合等离子体光源进行对比分析,结果表明前者的等离子体参数在放电管截面上的分布更加均匀。对于线圈绕制式感应耦合等离子体光源,论文通过设计实验证明了导致管壁发热的原因不是线圈发热,而是由于等离子体的管壁复合引起。然后建立了放电管截面的二维自洽模型,分析了频率和气体温度对放电参数的影响。模拟结果显示,汞原子63P1态浓度对频率变化不敏感,当气体温度升高时,汞原子63P1态浓度随之减小。