中性气体中一般都含有一定量的电子和离子，这些带电粒子的产生主要是由于宇宙射线的作用。当电极间的电场E足够强，以至于电子和离子以指数形式增加，发生雪崩电离。放电发生的必要条件是强电场及有效种子电子的出现。然而，有效种子电子的出现是随机事件，该事件出现的概率与初始种子电子密度正相关。击穿延时tdelay包括两部分，一部分是统计延时（ts），另一部分是形成延时（tf），且tdelay=ts+tf[19]。外施电压施加到第一个有效种子电子的出现时间为统计延时。只有当自由电子出现在针尖附近的强电场附近时，才能发展成有效电子崩导致雪崩气体击穿；而一旦有效电子形成后，其发生雪崩到击穿的时间延时即形成延时tf。本节所讨论的情况下tf远小于
，所以下面认为击穿延时tdelay的变化主要受统计延时ts影响，可见光对击穿延时的缩短作用是因为其促进了有效种子电子的形成。
接下来的问题就是：可见波段光如何促进有效种子电子的形成，其作用机制是什么？根据相关文献，存在两种可能机制。一种可能是光激外逸电子发射作用，这种作用是指可见波段光照射到绝缘材料表面时，绝缘材料会发射出自由电子，但是这种作用产生的电子数量非常少，因此其电流非常微弱，约为10-18～10-11A，实验条件下，非常难以检测。上述实验中，当高压电极附近加可见光照射时，对放电的影响最明显可能是这个原因导致的。
另外一种可能是由于氮分子的存在，低能光子导致氮分子振动激发，从而促进分步电离或者彭宁电离的发生，最终产生自由电子，从而缩短击穿延时。上述实验中，虽然选择了99.999%氦气作为放电气体，但是其中仍然至少含有体积分数为5×10-6的氮气杂质。为了说明实验条件下，放电气体中仍然含有氮气分子，测量了放电气体的发射光谱，如图2.5.9所示，从图中可以看出，当99.999%氦气、氦气+1%氮气及氦气+1%氧气作为工作气体情况下，N2和
的发射谱线都存在，说明这三种情况下，都存在氮气分子参与放电。氮气振动激发态的能量范围是1.7～3.5eV，而实验中加的可见波段光400～630nm对应的光子能量范围为3.105～1.97eV。因此氮气分子有可能被低能光子振动激发，从而更容易在与电子碰撞时发生电离过程，最终导致气体击穿。
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图2.5.9 99.999%氦气、氦气+1%氮气及氦气+1%氧气放电时的发射光谱[19]
（a）300～500nm；（b）500～800nm
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