气体放电条纹现象的机理研究从法拉第1830年开始至今已经快两个世纪了，目前研究的主要进展还集中在纯稀有气体的条纹放电的机理，混合气体在交流条件下的条纹放电的机理还有许多研究工作尚待开展。本论文对交流放电条件下，低气压稀有气体-汞放电中的条纹放电现象的原因及性质进行研究，希望找出低气压稀有气体-汞条纹放电的成因，更好的了解低气压稀有气体-汞放电的性质，为在实际的应用中消除这种现象提供理论基础。　　在实验研究中，采集了灯管在不同冷端温度下的发射全光谱，发现在条纹放电剧烈的时候，总光谱中来自稀有气体原子的辐射占据较大比例。根据理论分析，低气压稀有气体-汞条纹放电源于稀有气体原子的分步电离在电离平衡中占据了主要位置。ICCD相机对条纹放电灯管的高速成像表明条纹放电仅出现在灯管电流的上升阶段，而在灯管电流的下降阶段放电是均匀的，这一现象目前罕有报道。用ICCD相机和单色仪组成耦合系统实验发现，在灯管电流的上升阶段，来自稀有气体原子和汞原子的原子谱线都较强；而在电流的下降阶段，来自这两类原子的原子谱线都较弱。在电流的上升阶段，若汞蒸汽压比较低，稀有气体原子的分步电离就会在电离平衡中占主导位置，放电就会出现条纹。　　在理论研究中，我们首次采用电子动力学模型模拟了低气压Ar-Hg放电中电子对空间波动电场的响应情况，模拟时考虑非局域场条件，即亚稳态稀有气体原子的分步电离在电离平衡中起重要作用时的情况。模型基于稳态波尔兹曼方程，通过Crank Nicholson差分格式求解电子能量分布函数(EEDF)。模拟的结果可以更加详细的揭示不同能量电子在空间波动电场中的分布情况，揭示非局域场效应对放电产生的影响。EEDF分为低能部分与高能部分，它们对电场的响应是不同步的。慢电子主要在电场作用下在空间中做迁移运动；而快电子则主要与Hg原子和Ar原子做非弹性碰撞。模拟得到的等离子体的宏观参量，如折合电子浓度、电子温度、激发频率、电离频率与空间电场的波动不同步，这一机制导致了条纹的传播，与实验结果相一致。　　根据实验和理论的结果，发现在低气压稀有气体-汞放电中，条纹放电产生的根本原因是稀有气体原子的分步电离在电离平衡中占据了主导位置，使电子能量分布函数EEDF处于非局域场条件下。这样，存在于放电中的扰动会被放大并传播下去，从而形成条纹放电。因此，消除条纹放电的可行方法是抑制亚稳态稀有气体原子的大量产生，这可以通过添加混合气体或增加放电电流、提高汞蒸气压、提高频率等方式来实现。　　本论文的创新点如下：　　1.通过给灯管的阴极增加额外的加热电流以抑制阴极区的扰动，同时利用光电二极管记录灯管中的条纹放电情况，最终证明50 Hz交流工作状态下和相应的实验条件下，低气压稀有气体-汞放电中的条纹现象并非由阴极区的扰动造成。　　2.利用灯管的光输出作为信号触发高速ICCD相机，记录了灯管在交流工作的一个周期内，条纹放电随灯管光输出的变化情况，从而发现，条纹放电仅出现在灯管电流的上升阶段，在灯管电流的下降阶段，几乎无条纹出现。　　3.首次提出了低气压稀有气体-汞条纹放电的电子动力学模型，应用Crank-Nicholson方法直接求解Boltzmann方程，考察了低气压Ar-Hg放电下电子对空间周期变化电场的响应情况，对位于不同场强处的电子能量分布函数EEDF进行了分析，对等离子体的主要宏观参量进行了分析。