随着无电子束固态高功率微波器件的发展和微波光子学的兴起,以及现代半导体技术的快速革新,利用光导半导体开关（Photoconductive semiconductor switch,PCSS）产生高功率射频或微波的方式受到广泛关注,在功率合成和频率捷变等方面具有巨大潜力。然而,该技术目前存在光电耦合不佳、光电转换效率低的问题,影响系统的高效化、小型化、紧凑化发展。为此,本文开展了如下工作:1.阐述了光导射频技术的原理及优势,对比了三种线性光电放大电路的效率和线性度,以A类放大电路为例开展了电路仿真和实验研究。介绍了SiC PCSS的工作机理和结构特性,测算了SiC的透射率、吸收率等光学参数。由于SiC吸收率不高,进一步分析了其光电转换效率的影响因素,总结提出了多种提升方法。2.分析了光纤馈入应用于SiC PCSS的适用性和优势,尤其是其提升光电转换效率的作用。归纳了光纤传输高功率脉冲激光的功率容量和耦合效率等关键指标影响因素,讨论了光纤非线性效应和激光诱导损伤阈值机制,并进行初步传能光纤耦合实验,提出有效降低传输损耗和损伤概率的方法。建立了光纤-SiC光导开关耦合的理论模型。3.设计了五种适用于采取垂直触发方式的正对电极结构SiC光导开关的光耦合结构。优选其中方案五,首先利用ZEMAX软件优化耦合透镜结构,然后基于Trace Pro软件建立光线追迹模型,进行光路和光通量分布仿真研究。结果表明,采用该光腔结构后光电转换效率提升了2.45倍,光通量分布偏差小于10%。开展了透射率和光束质量光学性能测试。在此基础上,开展光电转换效率提升效果评估测试。结果表明,加载光腔结构后PCSS的最小导通电阻降至原有的38.8%,光电响应度为6.30×10-8 A/（VW）。4.开展SiC光导开关的电路仿真研究,首先分析了SiC光导开关的导通电阻、载流子迁移率、光饱和效应、极间电容等关键物理机制,以此构建对应的PSpice电路模型。开展了高低功率的光电导实验,实验结果与仿真结果一致。结果表明,当前SiC PCSS的光吸收效率和量子效率较低,这证明了采取光耦合结构提升光电转换效率这一工作具有实际意义。