光电导开关具有优良的电学和光学特性,如耐压性能强、峰值输出功率高、响应时间短等优点,并且工作不受电磁干扰,从而在高功率超宽带脉冲产生领域和超快电子学等学科领域中有着广阔的发展前景,有潜力成为脉冲产生系统中的核心部件。本文简要介绍了光电导开关的国内外发展现状及目前实用化进程中存在的问题。以高功率应用需求为背景,设计并制作耐压能力超过5kV/mm的光电导开关。通过对光导开关工作机理的学习,分析了光导开关在两种工作模式下的载流子浓度与场强、入射激光脉宽等参量之间的关系。采用软件ANSYS建立横向与异面结构光导开关模型,分析了不同开关外形、不同绝缘介质膜包覆的情况下的场强分布状况,优化尺寸参数以减低最高场强。在高密度碰撞电离理论的基础上,建立了描述光电导开关内部载流子运动的理论模型,通过软件Silvaco对器件进行仿真。仿真结果预测异面结构光导开关具有更好的耐压能力。采用不同的绝缘层覆盖共面开关两个电极,比较了光导开关在各种绝缘层保护下的实验结果。研究了共面结构、异面结构光导开关的耐压性能,验证了仿真结果,并运用模拟计算得到的数据分析了两者耐压强度差异的原因。同时根据Silvaco的分析结果,对实验中出现的重复频率实验中耐压偏低情况作出了恰当解释。最后进行了激光触发实验,分析结果表明lock-on阈值与器件结构有关。