“强光一号”等离子体断路开关(POS)及负载二极管系统工作性能不够稳定, 通过分析数据指出POS等离子体源参数差异性是导致系统不稳定的主要原因。POS等离子体源参数重复性测量结果表明, 在开关断路时刻等离子体源瞬时发射等离子体密度重复性极差在10%左右, 而开关区间累积等离子体密度极差超过100 %。开关区间累积等离子体密度和阴极重粒子发射会对POS断路性能产生显著影响。计算表明开关区间累积等离子体密度差异对POS断路电流阈值影响达到200 kA, 与运行数据统计结果一致; 在断路电流阈值相同的条件下, 阴极物质逸出对二极管电压影响显著, MCNP程序计算结果表明, 产生辐射剂量差别可以达到80%, 与统计数据相当。

针对堆栈式六间隙串联气体开关，建立了6个放电间隙的光信号测量系统，实验获得了不同触发电压和气压时开关统计时延和形成时延的变化规律。统计时延占总时延约42%，形成时延占总时延约58%，触发电极相邻的两个间隙击穿时延占总时延约75%，是开关触发时延的主要组成部分。利用四分幅纳秒高速相机拍摄开关的放电通道图像，初步分析了放电通道的形成和变化过程，得到了不同实验条件下放电通道数量的变化规律。开关最底部间隙可以形成多通道放电，其他间隙以单通道为主。随着触发电压提高，触发间隙的放电通道数量明显增加，但是其他间隙变化不大。在放电过程中，没有观察到放电通道合并或熄灭的现象，间隙击穿后仍然有可能形成新的放电通道。

基于“强光一号”装置设计了1 m长、2 cm阴阳极间隙的同轴型磁绝缘传输线(MITL)实验平台, 实验研究了负载阻值0, 2.07, 4.12和5.68 Ω条件下该MITL沿线电流损失特性。实验结果显示: 满足磁绝缘准则条件下, 该MITL沿线电流损失主要发生在阻抗剧变区域; 2.07 Ω负载阻值条件下, 传输于阴阳极间隙的真空电子流可达传输线电流的17.4%, 并且其比例随着负载阻值的增大而不断增大。基于空间电子流理论, 对上述实验现象进行了定性的机理分析与解释。

针对直线脉冲变压器对低电感、低抖动气体开关的研制需要, 采用垂直布放的平板轨道电极, 组成具有通视结构的水平间隙, 设计了一种多间隙轨道式气体开关。利用Meek击穿判据计算了单间隙自击穿电压, 实测了4个单间隙的自击穿电压及其相对标准偏差, 并根据单间隙自击穿电压, 利用概率分析方法预测了多间隙开关自击穿电压, 计算值与实测结果一致。研究表明: 开关电感最大约109 nH, 自击穿电压相对标准偏差为1.5%, 在60 kV触发电压和48%~74%欠压比下, 开关抖动0.9~2.6 ns。与圆环形电极的多间隙气体开关相比, 多间隙轨道式气体开关自击穿电压更稳定, 也更容易触发。

利用脉冲火花预电离方式，设计了一种脉冲火花预电离触发的触发管气体开关。开关工作电压等级为100 kV,工作介质采用干燥空气，开关主间隙10 mm，电极材料采用304不锈钢，触发结构设计成盘环嵌套结构。实验结果表明：预电离能够显著减小低工作系数下触发管气体开关的触发时延和抖动。对于ns级快脉冲触发，预电离时刻越早，开关击穿时延和抖动越低。在30 kV/8 ns触发脉冲作用下，脉冲预电离触发的触发管开关在80%工作系数时，平均时延约为40 ns，抖动小于1 ns。

研制了一种用于磁绝缘传输线(MITL)实验的分压器型大功率水电阻负载，其阻值可在2.0~14.0 Ω变化。利用MATLAB系统辨识工具箱和ANSYS电磁分析模块,分别获取了分压器的系统传递函数和沿面电场分布，给出了其幅频响应特性和沿面闪络可靠性分析,负载设计充分考虑了集肤效应和温升的影响。该负载已用于强光一号1.0 m长MITL特性研究实验，并获得了较好的测量波形，在负载阻值2.1 Ω条件下，负载峰值电压为1.2 MV，峰值电流为494.4 kA，峰值时间约125 ns。将实验测量结果同TLCODE计算结果进行了对比，获得了较为一致的对比结果。

针对触发脉冲幅值、气体压强和紫外光照射3个因素对多间隙气体开关触发特性的影响规律开展实验研究。实验结果表明:触发电压由50 kV提高到70 kV时，开关触发时延的抖动降低约40%，统计时延的抖动降低约44%，形成时延的抖动变化不大。触发电压继续升高，触发抖动降低的趋势明显减缓。开关工作气压由0.16 MPa提高到0.28 MPa，开关触发时延的抖动增大约1.6倍，统计时延和形成时延的抖动均显著增大。紫外光辐照时间增长，开关触发抖动显著减小，最佳的辐照时间为80~140 ns，开关触发时延的抖动降低约39%。紫外光辐照可以有效降低开关统计时延的抖动，对形成时延影响不大。

介绍了一种用于快脉冲直线变压器的低电感多间隙气体开关。专门构造了多种形式的单通道放电实验，测量了在不同形态单通道放电时的开关电感，研究发现:单通道放电时开关电感除了受到角向电流的影响，还与电弧通道引起的放电回路面积变化有关，开关电感理论计算值与单通道放电时的实测结果最接近；开关在自放电和触发时，均形成了多通道放电，电感明显降低，触发时开关电感最小约为49 nH，电极角向电流的影响可以忽略。

以强光一号等离子体源(电缆枪)为研究对象，采用电荷收集器(法拉第杯)对强光一号等离子体源性能参数进行测量。实验结果表明：等离子体发射密度与电缆等离子体枪枪芯到枪口的距离正相关，而发射速度与电缆等离子体枪枪芯到枪口的距离负相关；增大电缆枪驱动电压时，等离子体发射密度增速远小于驱动电流增速。重复性研究表明，对由数十支电缆枪组成的等离子体源而言，单支电缆枪放电分散性对其输出等离子体整体分布均匀性影响不大。不确定度分析表明，通过多次重复实验求平均值，可以有效减小实验结果的不确定度，发射密度测量结果的合成标准不确定度在10%以内。

介绍了基于强光一号实验平台的2 MV级激光触发开关（LTGS）实验中触发系统的设计与应用情况。系统中使用了一台266 nm 四倍频Nd:YAG激光器，单次触发输出参数为80 mJ,7 ns,0.5 mrad的激光脉冲，用于触发LTGS。激光器的触发源为两台DG535脉冲发生器，联合强光一号触发信号发生装置使用，保证了激光脉冲与开关电压峰值的同步性。触发系统在自击穿电压波峰前200 ns将激光脉冲馈入开关，在充气0.2～0.3 MPa条件下均能成功触发，得到了充气0.3 MPa时触发抖动3.86 ns的结果。