为了研究等离子体产生时的气体击穿特性，利用低气压条件下气体击穿场强阈值模型，分析了He、Ne、Ar、Kr、Xe和Hg蒸汽等6种典型放电气体的击穿阈值随入射波频率、电子温度、气体压强以及气体温度的变化规律。结果表明: 气体击穿阈值随气体压强的增大而减小，随气体温度、电子温度和入射脉冲频率的增大而增大。气体压强和入射频率对击穿阈值的影响大于气体温度和电子温度，在所考虑的范围内，气体压强对击穿场强的影响约为100 V/m，入射脉冲频率对击穿场强的影响为50~300 V/m，气体温度和电子温度对击穿场强的影响为20~30 V/m。当考虑气体压强、气体温度以及电子温度等因素的影响时，各种气体的击穿场强阈值产生的变化规律相类似；但考虑入射频率的影响时，不同气体的击穿场强阈值差异很大。在所考虑的典型放电气体中，Xe具有最低的击穿场强阈值，He的击穿阈值最大。

通过喇叭有效口径渐变法进行了L波段、脉宽30 ns的高功率微波空气以及SF6气体击穿实验, 给出了实验中得到的典型波形, 分析了空气以及SF6气体击穿对微波传输的影响。实验表明:空气击穿产生等离子体对微波传输的影响主要表现为对微波功率的反射, 使微波脉宽变窄, 而SF6击穿则主要体现为对微波功率的吸收, 使峰值功率降低。

提出并研究了波导内场增强法测量微波气体击穿的实验方案，在密闭波导内加金属针实现电场增强，通过调节微波源辐射功率及两针距离，使微波传输达到气体击穿的条件。介绍了实验原理及诊断方法，进行了频率2.86 GHz、脉宽180 ns的微波在0.1 MPa空气中的击穿实验，分析了实验中得到的典型波形。结果表明实验现象与设计吻合，验证了该方案研究微波气体击穿的可行性。

设计了喇叭有效口径渐变法测量高功率微波气体击穿的实验方案，通过连续改变喇叭的有效口径改变天线近场的电场强度，使微波传输达到气体击穿的条件。介绍了实验原理及诊断方法，进行了L波段的高功率微波天线近场空气击穿实验，分析了实验中得到的典型波形。结果显示:脉宽30 ns、L波段的微波在0.4×105 Pa空气中击穿阈值为33.9 kV/cm。实验现象与设计吻合，验证了该方案研究微波气体击穿的可行性。

以美国ABL系统激光**为例, 分析了高超声速飞行器高温流场气体影响激光**毁伤效应的一些主要因素, 包括气体击穿、等离子体屏蔽效应、烧蚀产物颗粒的影响。结果表明: 通常情况下, 流场电子数密度小于1017 cm-3, 流场本身等离子体特性不会引起对激光的等离子体屏蔽效应；只有在0.5 km射程以内和宽脉冲激光引起的高压流场(约10 MPa以上)气体击穿, 才会导致明显的等离子体屏蔽效应, 但在实际战场条件下这种情况一般不会发生；对采用烧蚀手段进行防热的飞行器而言, 飞行高度大于10 km, 并且基于自由来流流量的无量纲化烧蚀流量小于10-2左右时, 烧蚀产物颗粒不会引起激光的衰减。

实验研究了尖-板电极中,不同重复频率(10,100,500,1 000 Hz)、不同间隙(0.5,1 cm),不同气压(0.1～0.4 MPa)等条件下空气的绝缘特性.得到了击穿时延、重复频率耐受时间、施加脉冲个数等与施加电压、重复频率的关系.研究发现:在该实验条件下击穿时延随着场强与气压的比值减小而增加,但重频耐受时间和脉冲击穿个数并没有明显变化;随着重复频率的提高,击穿时延和重频耐受时间会减小,但脉冲击穿个数可能会增加;且重复频率条件下击穿的极性效应不明显;重复施加的脉冲产生大量的亚稳态粒子和残余电荷影响放电的发展过程;负离子的脱负或正离子碰撞阴极的过程,及亚稳态粒子的去激励作用给击穿提供了有效初始电子.

对亚纳秒气体开关的放电过程,提出了气体击穿阶段的物理与数学模型以及数值计算方法,并对氢气和氮气的这一击穿过程进行了数值仿真.对于1mm氮气间隙,计算了充电电压波形为纳秒级上升的斜角平顶波时,开关放电时延以及击穿电压随气压和充电电压上升时间的变化.对于氢气,利用美国Sandia实验室的一个实验结果对数值仿真方法进行了验证,所得到的计算结果与实验结果很好地吻合,初步表明所建立的物理模型与计算方法的正确性.

实验观察了强激光脉冲击穿氮气诱发激波及其传播过程，用爆炸波模型讨论了激波的产生和传播，给出了激波传播的基本规律，对实验结果作出了满意的解释。