大气压下通过介质阻挡放电产生低温非平衡等离子体的技术，已在材料改性、微电子等领域中取得了突破性的进展。由于大气压介质阻挡放电（DBD：DielectricBarrier Discharge）不需要真空装置，可以方便地应用于工业化生产，因而已经成为了等离子体物理领域中的研究热点。针对放电时域非线性现象的研究一定程度上将加深对介质阻挡放电动力学机理的理解，进而为获得稳定的大气压介质阻挡放电提供重要的理论依据。为了完善放电时域非线性行为的研究，本文从实验角度，结合理论分析对大气压氦气介质阻挡放电中的多周期、混沌放电，不对称放电，迟滞现象进行了研究，主要内容包括：（1）一定条件下，实验观察了多周期、混沌放电以及倍周期分岔、倒分岔现象，并采用多种非线性诊断方法确定了放电的非线性性质。（2）进行了不对称放电实验，研究了不对称放电的演化过程。分析了气隙、外施电压对放电出现不对称的影响。从实验角度讨论了放电对称性的破裂与放电进入多周期态或混沌态的关系。（3）根据实验得到的放电伏安曲线，确认了迟滞效应在放电过程中的存在，并比较了不同频率下迟滞环的形态。研究了伴随迟滞现象的多周期混沌放电、放电跳跃现象及它们之间的关系。