利用介质阻挡放电装置在大气压下产生了稳定的氩气等离子体羽，利用示波器对等离子体羽的外加电压、电流和发光信号进行了记录。光学诊断结果表明，等离子体羽由高速运动的等离子体子弹组成。基于碰撞辐射模型，利用300~800 nm范围的光学发射谱诊断了等离子体羽的电子密度。结果表明，电子密度随外加电压和气体流量的增大而增大，随驱动频率的增大而减小。利用光谱法对等离子体羽的振动温度和转动温度进行了研究，发现其振动温度和转动温度均随外加电压和气体流量的增大而升高，随驱动频率的增大而降低。通过分析放电电场，对以上现象进行了定性解释。

利用针-板喷枪装置，在直流电压激励下产生了大气压非平衡态低温等离子体羽。采用光学方法，研究发现等离子体羽的放电模式为脉冲放电。通过比较放电的总发光信号、337.1 nm 谱线的发光信号与电流信号，发现电流信号脉冲宽度最大，337.1 nm 谱线的信号脉冲宽度最小。通过对发光信号频率随电压的变化关系进行研究，发现放电脉冲频率随电压的增大而增大。利用光谱仪测量了337.1 nm 的谱线强度，发现它随气流增大减小，随电压增大表现为先增大后减小。利用气体放电理论，对以上物理现象进行了定性解释。这些研究结果对于大气压非平衡态低温等离子体羽的产生和应用都具有重要意义。

利用同轴介质阻挡放电喷枪, 通过氩气的流动在大气压空气中产生了均匀的等离子体羽。 等离子体羽沿气流方向较为均匀, 但在喷嘴处为白色且亮度较高, 远离喷嘴处为蓝色, 亮度较低。 研究了等离子体羽长度与外加电压幅值、 驱动频率和气体流速的关系, 气流小于4 L·min-1时等离子羽的长度随气流的增大而增大, 而当气流大于4 L·min-1时长度随气流的增大而减小。 当气流保持恒定时, 等离子体羽的长度随外加电压幅值或驱动频率的增大而增大。 结合气体放电理论以及分析湍流和平流对放电的影响, 对等离子体羽长度随实验参数的变化进行了定性解释。 光学方法研究发现在外加电压正半周期等离子羽有一个发光脉冲, 而负半周期没有发光信号。 同轴介质阻挡放电正半周期有两个发光脉冲, 负半周期有一个发光脉冲。 通过对该N2现象的分析, 为等离子体羽的产生机制提供了一种可能的解释。 采集了同轴介质阻挡放电和等离子体羽的发射光谱, 研究发现除等离子体羽存在明显的OH和N2的发射谱线外, 其发射光谱没有明显差别。 利用光学发射谱N+2第一负带系, 对等离子体羽转动温度进行了测量, 发现转动温度沿远离喷嘴的方向逐渐降低, 且转动温度随电压幅值的增大而增大。

采用单针电极放电装置在氩气中产生了稳定的均匀等离子体。利用光学方法对单针放电特性进行了研究，结果表明单针放电等离子体的长度随外加电压峰值、气压的增大而增大，随空气含量的增大而减小。利用光电倍增管对单针电极放电等离子体羽的发光信号进行了空间分辨测量，发现靠近单针电极的羽头和等离子体羽其余部分放电行为不同。其中羽头源于针尖附近的电晕放电，它仅在外加电压负半周期的发光较强，正半周期发光几乎探测不到。而等离子体羽其余部分的放电在外加电压正、负半周期均存在，且正半周期强于负半周期。研究表明，外加电压正半周期的等离子体羽是源于发光光层（等离子体子弹）的传播，而负半周期等离子体羽的不同位置几乎同时放电。

通过光学与电学测量, 对大气压氩气中运行的单针喷枪和针-板喷枪的放电特性进行了研究。 结果表明两种喷枪产生等离子体的长度和截面积都随着外加电压峰值(Up)的增大而增大。 相同Up下针-板喷枪等离子体截面积比单针喷枪大。 相同Up下针-板喷枪放电的外加电压比单针喷枪的低。 通过采集两种喷枪放电的发射光谱, 对其等离子体的电子温度和振动温度进行了比较。 结果发现两种喷枪的电子温度和振动温度均随着Up的增大而增大, 且相同电压下针-板喷枪的温度高于单针喷枪。 研究结果对大气压等离子体喷枪的工业应用具有重要价值。