大气压介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge，DBD）具有十分广阔的工业化应用前景。目前仍难以对DBD的特性进行合理的解释，对于均匀DBD等离子体的研究还不够深入。本文利用外部电参量测量、ICCD相机和光栅光谱仪联合诊断等方法，研究了大气压氦气、氩气、氖气DBD的放电机理、彭宁电离对放电的影响、放电等离子体的成分和参数随放电过程的变化规律等。测量了大气压氦气DBD的气隙电压，比较了计算和直接测量得到的Lissajous图形，分析了放电过程中的等效电容和空间电荷变化，得出放电物理过程主要受到外加电压和介质表面电荷变化速率影响的规律。利用ICCD相机和光栅光谱仪，研究了不同本底气压下氦气DBD的发射光谱。当本底气压为4.0Pa时，He706.5nm谱线强度最高，并且先于其他谱线出现，由于N2含量较低，在放电起始阶段，彭宁电离和电荷转移的反应率都很低；当本底气压为20Pa时，所有谱线几乎同时出现并且具有相同的上升时间。在放电衰减阶段，由于Hem具有较长的寿命，彭宁电离在放电熄灭后仍在进行，而相应的谱线仍然保持一定的强度。在多脉冲放电第二、三脉冲之间，ICCD探测不到He706.5nm和O777.4nm谱线，但是N₂⁺（391.4nm、427.8nm）谱线则保持一定强度。由于彭宁电离产生新的正电荷和电子，使得放电空间的电场继续畸变，发生汤森放电的均匀电场条件不复存在，因此，在电流脉冲之间，放电继续保持微弱的辉光模式，并且在下一个脉冲开始时，放电直接进入辉光放电并保持至熄灭。本文还研究了大气压氩气和氖气放电等离子体的电压电流特性、发射光谱特性以及放电功率特性。氩气的击穿场强较高，放电容易发展为流注，放电过程中存在均匀、斑图、柱状以及丝状等多种模式；而氖气的击穿场强较低，放电不容易发展成流注，容易实现均匀放电。氩气放电以电子直接碰撞电离为主，“彭宁电离”很弱，因此杂质谱线强度很弱，并且主要谱线强度与放电电流近似保持同步；而氖原子的亚稳态能级低于氮离子的激发能，因此氖气中没有发现N₂⁺第一负带系（B²Σu+→X²Σg+）391.4nm谱线，由于实验中氖气的纯度较高，虽然氖原子亚稳态能级高于氮分子的激发电压，但氖气中N2第二正带系（C3Πu→B3Πg）的谱线依然很弱。