光泵亚稳态稀有气体激光器由于其化学惰性克服了光泵碱金属蒸气激光器化学活泼的缺陷而受到关注。作为一种新型的气体激光器,具有高光束质量和高功率激光输出的潜力。这种激光器具有三能级体系的特征,其中激光下能级为亚稳态能级,主要是由放电产生。足够高的亚稳态粒子数密度是激光系统高效运转的关键。高压直流脉冲放电能够产生所需的亚稳态粒子数密度,而放电条件对等离子体的特征参数的影响有待进一步研究。因此本文在大气压条件下,以He-Ar混合气体为研究对象,对直流脉冲放电产生的等离子体进行研究。为减少镇流电阻带来的能量损耗,并且利用较低的充电电压获得高幅值的脉冲直流高压,本文提出了基于谐振充电回路和LC发生器、由高压同轴电缆与放电区相连的充放电电路方案。采用随电压变化的电阻近似放电区、单环或四环RLC回路近似高压同轴电缆,得到了充放电电路在放电时的微分方程;利用四阶Runge-Kutta法求解,获得了放电时在充放电电路输出端和放电区的电压、电流波形。利用电流传感器和高压探头在输出端进行测试,获得了不同工作气压、Ar含量以及充电电源电压下的放电电压、电流波形。这些电压、电流波形与电路数值计算的结果基本一致,揭示放电过程主要由高压同轴电缆的充电、主放电、以及储能电容过量充电引起的次放电组成。对放电电压、电流波形进一步分析,发现充电电源电压、工作气压以及氩含量的升高均会使放电电流升高;击穿电压也随充电电源电压和工作气体氩含量升高而升高。这些规律与高气压高氩含量下放电不稳定的现象一致。采用发射光谱法诊断He-Ar混合气体放电等离子体特征参数。其中气体温度通过拟合OH自由基的Q1支发射谱获得;电子激发温度通过对氩的特征谱线采用Boltzmann作图法获得;电子密度通过氩原子696.54 nm处发射谱线的Stark展宽获得。由时间平均的实验结果,研究得到:实验条件下的气体温度为350～400 K;电子激发温度大于1 e V;电子密度在1015 cm-3量级;升高充电电源电压,等离子体气体温度、电子激发温度和电子密度均会随之上升;工作气压的升高导致电子密度的升高,但气体温度和电子激发温度均下降。工作气体中氩含量升高时,气体温度升高,而电子激发温度下降,电子密度略有升高。采用光电倍增管探测时间分辨的发射光谱,对混合气体放电等离子体的时间分辨特性进行研究。实验发现时间分辨发射光谱随时间的演化分为三个过程,前两个过程与电流脉冲的主峰和次峰变化同步,第三个过程是放电电流脉冲结束后存在的等离子体复合过程,电子激发温度的最大值在此过程中出现。研究发现氩含量的升高会减弱等离子体复合的影响,即第三个过程对应的辐射减弱;时间分辨电子激发温度的最大值大约为时间平均电子激发温度的2～5倍;放电参数对时间分辨电子激发温度的影响与时间平均电子激发温度相同,气压和氩含量的升高均使电子激发温度下降。