与传统的体相介质阻挡放电相比,沿面型介质阻挡放电更容易产生大面积等离子体层,并可以有效控制边界层气流分布,近年来在材料表面处理、等离子体流动控制、生物医学等领域表现出良好的应用前景。目前,放电模式转换机理和均匀性控制是沿面型介质阻挡放电研究中的两个重要方向。本文通过发射光谱、高速图像采集和数值仿真的方法对大气压空气中沿面放电的模式转换和均匀性等进行了研究。主要研究内容和结论如下：1.建立了一套大气压沿面型介质阻挡放电装置和光学诊断系统,设计了一个延时仅为10ns的同步触发控制系统,用于实时触发ICCD相机以捕捉瞬态放电过程。2.利用发射光谱技术和电流电压探测技术,研究了不同放电参数对发射光谱、电子激发温度、转振温度的影响及其空间分布规律。结果表明,电子激发温度沿轴向放电间隙变化不大,而沿径向最大值出现在暴露电极边缘。随着峰值电压升高,氧原子的电子激发温度和氮分子的转振温度均随之增大。3.利用ICCD高速相机对大气压空气沿面型介质阻挡放电的径向发展和模式转换过程进行了研究,观察到在正、负向电压阶段呈现出两种不同的放电模式,即丝状放电和弥散放电。利用时空分辨光谱测量的方法比较了丝状放电模式和弥散放电模式的发射光谱和转动温度,并分析了两种放电模式发生转换的原因。结果表明,丝状放电通道内的高能电子数密度大于弥散放电；随着丝状放电向弥散放电的转换,氮分子的转动温度减小；介质板表面积累的带电粒子以及表面二次电子发射,是导致正、负向电压阶段放电不对称性的主要原因。4.通过提取阈值后统计图像的像素点,对放电区域的面积进行了检测。同时,提出了一种利用数字图像处理技术中的灰度频率分布曲线来判定放电均匀性的方法,并讨论了激励频率、气体成分、气速、介质材料和厚度对沿面放电均匀性的影响。结果表明,本实验条件下电源频率对沿面放电均匀性的影响较小；惰性气体的加入有利于均匀放电的形成；气速的增加对丝状放电有一定的抑制作用；介电常数较大的陶瓷作为阻挡介质时放电均匀性较好,介质厚度的减小可以有效减弱丝状放电的发展。5.利用大气压空气沿面放电二维流体力学模型,对介质表面电荷密度的周期演变过程及电场强度的时空分布进行了详细分析,验证了一个电压周期内放电的不对称性,并模拟了激励电压、介质材料及电极配置对空气中沿面放电的影响。结果表明,放电区域中的电子雪崩导致初始电场分布发生改变；在电子密度最大位置处场强增大,反向电压阶段电子数密度最大可达3.6×10。6 m-3；最大电子密度随电压峰值的增大而增大,具有较高电子密度的区域也随之扩大。介质板二次电子发射系数的增加有效的减小了气隙击穿电压。滑动型沿面放电结构有利于产生大面积等离子体层。