在很长的时间里,人们对S2进行了很多的理论及实验研究。S2作为与O2分子同族的同核双原子分子,观测到源于B3∑-u(v')-X3∑-g(vn)的较强发射光谱,其光谱范围在250到700nm的可见光到紫外光波段,此谱段的应用主要在照明及激光辐射方面。微波泵浦产生S2[B3∑-u(v')-X3∑-g(vn)]的自发辐射具有大的发射截面(约10-16cm2),且由于其宽带光谱与太阳光谱类似,可用于高亮度照明;采用激光泵浦或横向高压脉冲快放电泵浦S2,可使其受激发射蓝绿波段可调谐激光,由于其波长处于海水的传输窗口波长区域,可用于海底通信和海底地貌测绘。在本文中,针对S2的发光特性,我们从微波泵浦产生自发辐射和横向高压脉冲快放电泵浦产生受激辐射两个方面对此进行了研究。　　针对S2分子具有的发光潜能,对其发光特性从理论进行了研究。利用Gamess和Molpro量化计算程序,计算了S2的势能曲线,得到了S2[X3∑-g(vn)]和B3∑-u(v')电子态的振动能级,并对其产生辐射跃迁的自发辐射系数进行了研究,计算了S2的寿命。针对实验中需要加入缓冲气体,缓冲气体与S2形成范德瓦尔斯分子,从理论上研究了缓冲气体对S2发光光谱性质的影响。计算了He对S2上能级的寿命的影响。本部分的理论研究工作为进一步的S2分子发光的实验和理论研究奠定了基础。　　在S2分子发光特性的研究方面,由于微波泵浦硫灯宽的自发辐射光谱与太阳光谱类似,采用2450MHz的微波泵浦S2分子,其强烈的自发辐射光具有高亮度、光色好的优点,可作为优质的照明光源。我们对微波泵浦硫灯进行了理论和实验研究。　　针对微波硫灯宽的发光光谱接近于太阳光谱,通过理论研究对微波硫灯的光谱进行理论模拟,研究了微波硫灯发光光谱的来源。微波硫灯的光谱来源主要是S2(B3∑-u-X3∑-g)的自发辐射发光。同时,硫同位素构成的S2的自发辐射发光、Sn(n>2)的自发辐射发光、硫双原子分子离子的自发辐射发光、较大气压下的碰撞均匀谱线展宽等,所有的这些粒子的发光光谱组成了微波硫灯的接近太阳光谱的准连续光谱。对S2(B3∑-u-X3∑-g)各振动态跃迁的自发辐射发光强度进行了计算,并对硫灯中的S2和高阶硫Sn(n>2)的吸收光谱进行了计算,得到的光谱轮廓与实验光谱吻合。由此结果可以指导微波硫灯的实验研究,通过调节各种参量使硫灯中的发光介质主要为S2,降低Sn(n>2)的含量,使发光光谱与太阳光谱吻合地更好。　　在实验研究方面,针对提高微波硫灯的发光光通量和发光效率的研究,通过优化相关的参量,提高了微波能量的利用效率。主要包括以下几个方面:对影响硫灯发光性能的因素进行了研究,包括灯泡的真空度、硫的添加量、硫的提纯和氩气的充入量,对硫灯在微波谐振腔中的位置进行了理论分析和实验测试,得到了硫灯泡在谐振腔中可获得最大的微波耦合效率的最佳位置。在以上的基础上,对缓冲气体为Ar的微波硫灯的发光光谱、光通量、色温、显色指数和发光效率进行了实验研究;研究了缓冲气体为Xe的微波硫灯各项发光参量,并与缓冲气体为Ar的微波硫灯进行了比较分析。通过以上的理论与实验研究,大大地提高了微波硫灯的发光效率,使其发光效率达到了国际先进水平。　　S2发光,不仅可使用其自发辐射用于照明,同样可利用其受激辐射跃迁作为激光介质。选用硫双原子分子作为激光介质,是由于S2的基态X3∑-g态与激发态B3∑-u态势能曲线所特有的形状和相对位置决定着实现激光振荡的潜在能力。针对采用横向高压脉冲快放电型S2激光器机理研究,通过对其动力学模型的分析,获得了激光介质粒子数密度随时间的变化规律。采用横向高压脉冲快放电泵浦S2分子的机理研究方面,建立了完善的脉冲快放电泵浦S2的动力学模型。研究了腔体中电子能量分布,据此可计算得到电子碰撞激发、电离S2及Ar的反应速率常数。找到了在腔体中最可能发生的19个反应过程以及相应的反应速率常数,建立了反应速率方程组。对反应速率方程组求解,得到了基态S2和激光的上下能级的S2粒子数密度随时间的变化情况。根据此结果,对脉冲快放电泵浦S2产生的小信号增益系数进行了计算,其结果与实验值符合较好,说明这种模拟计算模型是成功的。其结果可以指导以后的横向高压脉冲快放电泵浦S2激光器的实验研究。