扫描变像管的动态范围与时间分辨率是互相矛盾的，本论文的目标就是研制一种在保持较高时间分辨率的同时，具有大动态范围的扫描变像管，为惯性约束核聚变等超快过程诊断提供有力的工具。 分析了影响变像管时间响应特性的各种因素，诸如光电子初能量弥散；渡越时间弥散等，以及影响变像管动态范围的诸多非线性因素，如空间电荷效应对光电发射的影响；光电阴极发射电子脉冲的过渡过程；荧光屏的电流饱和效应等。提出了全面优化的设计方针，确定了以时间-空间调制传递函数为评价原则，以Monte-Carlo方法为计算手段的设计路线。 在对影响时间分辨率和动态范围的共同物理机制——空间电荷效应进行重点分析基础上，放弃通常的轴对称的电子光学系统，采用特殊设计的平面聚焦的电子光学柱透镜，缩短聚焦区域的轴向尺寸，同时适当增大极间电压，减小了光电子在聚焦区域的渡越时间，从而抑制空间电荷效应的作用，进而改善动态范围。 本扫描变像管的显著特点是尺寸小，结构紧凑。管子全长190mm，聚焦区长度65mm，偏转灵敏度40mm／kV，时间畸变小。其理论设计时间分辨率300fs，静态空间分辨率大于601p／mm。 在电子光学设计的基础上，完成了大动态范围扫描变像管的结构设计和机械加工，研制出了大动态范围扫描变像管。并进行了静态实验，得出比较理想的实验结果。