GaAs光电导开关具有时间抖动小、电流上升速度快、重复频率高等特点,特别是耐高压及大功率容量等优点,使其在超高速电子学和大功率脉冲产生与整形技术领域具有广泛的应用前景。然而非线性工作模式下伴随有丝状电流现象,且电场锁定时间长达数十个微秒,这对开关材料造成很大的损伤,极大地影响了开关再次使用的输出功率和开关的使用寿命。通过实验分析了电极间隙和触发激光脉冲的能量对开关输出功率的影响。指出GaAs材料的转移电子效应是光电导开关产生非线性的主要原因。得出光电导开关非线性工作模式下高场畴形成的必要条件。使用EL2能级缺陷理论解释了开关在光电阈值附近的奇特的输出电流波形。在光激发电荷畴理论的基础上提出了光电导开关中的流注模型,使用泊松方程计算得出开关中的电场满足了流注传播的条件。使用Franz-Keldysh效应和Burstein-Moss效应解释了丝状电流的快速传导特性,得出丝状电流的快速传播是光子参与载流子输运的结果。分析了光电导开关的输出电流。解释了输出电流的快速上升特性和非线性光电导开关的lock-on电流。得出在高偏置电场的作用下,丝状电流通过芯片时对路径具有选择性。丝状电流引起了PCSS’s的击穿,而热击穿最终导致了开关的失效。指出光电导开关存在完全击穿和不完全击穿两种击穿状态,光电导开关的不完全击穿是由于偏置电压不是足够大,雪崩倍增不是非常剧烈,新产生的载流子数不足以发生足够的晶格散射,打破GaAs中的化学键,并没有完全破坏开关材料的结构,设计了多光纤耦合诱导多丝放电实验方法。