中文摘要：

研究触发光能nJ量级，开关电压3kV，电流2kA，上升时间200ps，非线性电脉冲锁定宽度达亚ms的非线性光电导开关；在已有工作基础之上，设计出结构合理的开关结构，完成上述指标的实验测试分析，建立与描述非线性光电导开关工作物理机制相对应的数学模型，并进行仿真分析。在实验与理论分析的基础上，给出开关芯片材料处理的优化方法和非线性开关的合理设计及制备的工艺方案。通过对非线性开关工作过程的仿真，结合实验

结论摘要：

研制了触发光能nJ量级、开关电压3kV、电流2kA、上升时间200ps、非线性电脉冲锁定宽度达亚ms的非线性GaAs光电导开关。分析了GaAs光导开关在非线性工作模式下的触发瞬态特性、芯片内部电场的时变特性、开关触发的时间晃动及稳定性、开关在高压强流下的寿命和击穿特性、开关芯片材料处理的优化方法和非线性开关的合理设计、开关输入与输出最佳配接方式等。从实验和理论两方面完善了光激发电荷畴模型。实验测试表明，所研制的开关符合本课题的技术指标要求。同时，还设计并研制了用光电导开关与空气隙相结合的组合式开关，可以大幅度提高开关输出的电流强度。对非线性GaAs光导开关在不同应用背景的外电路中的实际传输情况作了理论和实验分析，完成了高效电路的实验测试与分析。分析了非线性GaAs光电导开关在临界触发条件下的奇特光电导现象，并进行物理解释。此外，利用所研制的开关芯片作为偶极天线，对THz电磁波发射的实验规律进行了探索性研究，在峰值功率方面得到目前国内最好实验结果；利用光电导开关结合超宽带双脊喇叭天线进行了80MHz重复频率触发下的宽带电磁波发射实验，在接收端得到带宽达17GHz的实验结果。