基于化学反应的DF激光器输出波段为3.5~4.2μm，处于大气红外传输窗口，其覆盖了众多原子及分子的吸收峰，因此在光谱学、激光雷达、大气监测及军事等诸多领域都有重要的应用价值和前景。DF激光器分为链式和非链式两种，链式DF激光器建立在链式化学反应上，其激光输出能量并不直接受注入能量的限制，因而能实现高能量、高效率激光输出，但链式反应激光器存在支链反应，有爆炸的危险。相反，非链式脉冲DF激光器具有无腐蚀性、反应可控不易爆炸、结构紧凑、操作简单、光束质量好等优点，并能实现高功率高能量激光输出，因而近年来受到广泛关注。本文采用理论和实验相结合的方法，对放电引发非链式脉冲DF激光机理进行了研究。放电引发非链式脉冲DF激光器通常采用SF6气体作为F原子来源，对F原子产生过程的分析是建立非链式脉冲DF激光器动力学模型的前提。本文根据SF6气体与电子各种相互碰撞过程的碰撞截面、电子能量阈值和各反应过程的速率常数数据，找出了影响F原子产出和影响SF6气体击穿的重要过程，并获得了SF6气体及SF6-D2混合气体的击穿机理。以SF6、D2为工作介质，根据非链式脉冲DF激光器的反应机理，采用速率方程理论，建立了非链式脉冲DF激光器动力学模型。采用Runge-Kutta法对该模型进行数值计算，得到了腔内各组分粒子数密度随时间的变化关系及DF分子各振动能级辐射跃迁激射光子情况。进而运用该模型研究了工作气体比例和输出镜反射率对DF激光器腔内光子数密度、单脉冲能量、脉冲宽度和输出功率的影响，得到了最佳气体比例和最佳输出镜反射率参数。搭建了非链式脉冲DF激光实验平台，采用紫外预电离的横向放电方式和稳定光学谐振腔，使用无毒无腐蚀性的SF6和D2作为工作物质，研究了工作气体比例、总气压、充电电压和输出镜反射率对放电引发非链式脉冲DF激光器输出能量的影响。实验发现SF6与D2的最佳比例为10:1，最佳输出镜反射率为30%，上述实验结果与动力学模型模拟结果一致。激光输出能量随充电电压线性增加，但电压过高时将引起弧光放电现象，导致能量下降。对于每个充电电压存在与之对应的最佳工作气压，即工作气体存在最佳E/P值。在最佳工作条件下（SF6:D2=10:1，R=30%），充电电压为39kV时，激光单脉冲输出能量达到最大值4.95J，此时激光脉冲宽度为148.8ns，峰值功率为33.27MW。对激光脉冲特性进行了测量，给出了激光脉冲特性与气体比例、总气压、充电电压及输出镜反射率之间的变化关系。使用DF激光谱线分析仪对激光输出谱线进行了测量，得到了20条P支跃迁谱线，激光能量集中在v=2振动能级上。此外，采用烧蚀光斑法对稳腔结构的激光光斑进行了测量，得到DF激光近、远场发散角分别为1mrad和6mrad，在相同条件下，采用非稳腔可将激光光束远场发散角压缩到1.2mrad。