大气压非平衡态低温等离子体以其低温特点和良好的可控性在材料处理、消毒杀菌、处理有机废气等应用领域表现出某些优势,并迅速成为目前国际上等离子体应用领域的研究热点。高压纳秒脉冲气体放电是产生低温等离子体射流的方式之一,利用这种放电模式产生的等离子体射流具有均匀、稳定、活性粒子浓度高等特点,但目前国内研究较少涉及。因此本文对纳秒脉冲气体放电等离子体的产生及其放电特性的研究具有重要的理论和实际意义。基于一套采用三级磁脉冲压缩技术,可产生脉冲幅值为40kV,上升沿为20ns,脉冲宽度为50ns,频率可调的脉冲发生器,设计并建立了等离子体发生器系统和相应的测量平台以及屏蔽系统。利用纳秒脉冲放电在单针、环状、以及单针+环状三种不同电极结构下产生了均匀稳定的等离子体射流；通过光学和电学诊断研究了三种不同结构下等离子体射流的运行特性及相应的物理机制；实验结果表明,以上三种等离子体射流的转动温度均为295 K,振动温度分别为1900 K、2000 K和2100 K,都属于非平衡态等离子体；其中,基于单针和环状电极的混合型射流可产生更为均匀稳定的等离子体,且富含较多的活性物种,有望在材料表面处理及消毒灭菌等领域发挥一定作用。在进行纳秒脉冲放电实验时,如何精确有效的测量间隙击穿时的电参量尤为关键,这是因为,当对电极施加纳秒级电压脉冲时产生的间隙性干扰噪声、间隙被击穿瞬态产生的持续高频振荡噪声以及空间电磁辐射等,都会对信号的测量带来很大的干扰,致使测量的信号准确性下降。因此,本文中分析了干扰噪声的来源并实施了严格的屏蔽措施,测量到了施加电压和放电电流。通过对等离子体的电学诊断,给出了氦气放电等离子体的运行特性和物理机制。