大体积、高密度且空间分布均匀的等离子体在工业应用和科学研究中均具有重要的意义。在实验室层面,由于低气压环境下放电气体粒子密度较小,电子自由程较大,容易产生大体积且分布均匀的低温等离子体,常用的气体放电形式就是辉光放电。本文根据辉光放电原理,利用一种改进的空心阴极放电结构—同轴网格空心阴极辉光放电,在实验室产生大体积、高密度且空间分布均匀的等离子体,并对其进行了实验分析和数值模拟研究。首先对辉光放电的基本条件、汤森放电理论以及带电粒子在等离子体中的漂移扩散运动进行深入讨论,明确气体放电等离子体的影响因素。其次,在实验室现有条件下,通过改变放电气体种类、气压以及放电功率等实现不同条件下的气体放电。利用朗缪尔探针诊断等离子体电子温度和密度等参数,并对实验结果进行归纳总结和理论分析,找到影响等离子体放电的关键因素。然后,为了更加深入了解同轴网格空心阴极辉光放电的物理过程并对放电结构进行优化,本文利用流体模型,根据描述粒子漂移扩散的连续性方程、电子能量守恒方程和泊松方程建立数学模型。按照实验室产生等离子体的实际条件,利用COMSOL Multiphysics软件对同轴网格空心阴极氩气辉光放电等离子体过程进行模拟。模拟得到氩气放电等离子体电势、电子温度和电子密度等参数的时空分布,并根据等离子体电势和等离子体密度分布得到等离子体鞘层厚度。最后通过对比实验数据和仿真结果,对仿真模型的正确性进行验证。研究表明同轴网格空心阴极辉光放电结构可以在不同放电条件下得到大体积、空间分布均匀且电子密度可控的等离子体,且实验数据和仿真结果的变化趋势基本保持一致。