Blumlein主放电开关作为关键部件被大量地应用于强流电子直线感应加速器等大型脉冲功率装置中，其中绝缘子在主开关中起隔离水或油与气体的作用。设备在高电压脉冲下长时间或高频次作用时，绝缘子气体侧会出现沿面闪络现象，严重影响直线感应加速器的可靠运行。对Blumlein主放电开关中的绝缘结构进行了电场仿真计算，通过对绝缘子的几何结构和电极形状的优化设计，有效调控了绝缘子表面和电极表面的电场分布，试制了不同构型的绝缘子，开展了在标准雷电波脉冲条件下的沿面闪络研究。研究结果表明，优化后的绝缘子的最低和最高沿面闪络电压相比原始结构分别提升了约35.9%和37.2%。

介绍了均方根（RMS）、半高全宽（FWHM）和50%调制传递函数（MTF）等效均匀分布等焦斑尺寸评价方法。针对一台直线感应加速器，通过建立理论模型和开展逐束片PIC模拟研究了长脉冲（约100 ns）电子束的聚焦过程，分析了能量、流强与平顶区差异较大的脉冲上升/下降沿对FWHM和MTF焦斑尺寸的影响。研究结果表明：能散度较大的束流上升/下降沿会导致束流焦斑，尤其是MTF焦斑显著增长，在模拟结果中FWHM尺寸增长约9%，而MTF尺寸增长达到约24%，是目前导致束流底宽偏大的主要因素之一。

强流直线感应加速器（LIA）主要应用于闪光照相试验，对其工作可靠性的要求很高。但LIA中包含了庞大的高电压脉冲功率系统，在充电及等待时期，存在发生自激的可能性，从而导致试验失败，并造成重大经济损失及严重影响。从对Marx等装置发生自激后进行立即监测控制的角度，提出了一种提高闪光照相试验可靠性的方法，并研制了可靠性高、适应各种高压放电装置的无源放电检测探头，采用大规模可编程集成电路作为系统中的逻辑处理单元，提高了系统集成度，降低了线路的复杂程度，降低了系统调试的难度，研制的监测控制器可方便地进行监测路数的扩充，适应多达几十路放电装置的检测与监控。功率系统装置自激后，自激监测控制系统响应速度快，最快可以达到100 ns级，且系统抗干扰能力强，满足在闪光试验环境工作的要求，达到了在一定程度上提高闪光照相试验可靠性的目的。

匀速运动的带电粒子在穿过具有不同介电常数的两种媒质界面时要产生所谓光学渡越辐射。该辐射在粒子的入射平面上呈偏振行为；从辐射强度的角分布可以确定入射粒子的能量。在入射到双膜系统的情况下，由于干涉的发生，在第二膜前表面的强度角分布有振荡行为。利用这些现象，可对脉冲电子束包络半径、束电流密度的横向分布，束能量以及横向散角进行测量，依照这一原理在各LIA加速器上进行的脉冲电子束参数测量，获得的有效数据极大地提高了加速器的调试效率。

焦斑大小是评价加速器性能的关键指标之一，减小焦斑尺寸可以有效提高闪光照相中对客体成像的空间分辨能力。本文研究设计空间限束结构，减小加速器光源焦斑的有效尺寸降低成像几何模糊。采用蒙特卡罗方法对电子束打靶产生轫致辐射和光子穿过空间限束结构的成像过程进行模拟，分析采用不同空间限束结构时光源有效焦斑的分布及大小、光子角度分布和能谱分布等特征参数。理论计算结果表明，通过空间限束可以使强流加速器光源焦斑FWHM减小至亚毫米量级。