基于TCAD数值仿真软件，建立了异面结构砷化镓光导开关（GaAs PCSS）的二维数值计算模型，研究了触发区域宽度对GaAs PCSS输出特性影响。首先分析了PCSS的瞬态导通特性，结果表明，急剧增加的载流子浓度与快速演化的空间电离畴使PCSS工作在超快速导通模式。基于此，研究了触发区域宽度对PCSS输出特性影响，结果表明，宽度变大会促进载流子密度急剧倍增和雪崩电离畴的快速演化，缩短PCSS的延迟时间和导通时间。研究分析了不同触发位置对延迟时间与导通时间影响，结果表明，阴极触发的延迟时间明显低于阳极触发，而导通时间受触发位置的影响不显著。

通过理论计算、数值仿真和实验验证的方法，研究了一台峰值功率数十GW、重复频率5 Hz的重复频率高功率脉冲驱动源，命名为“HEART-50”。该脉冲驱动源由充电电源、初级开关、脉冲形成线、主开关、阻抗变换线，以及假负载构成。首先介绍了HEART-50重复频率高功率脉冲驱动源整体设计思路；其次，对基于混合液体介质的高功率脉冲形成线和气体介质主开关进行了数值分析，并对其全电路工作能力进行了仿真分析；最后，对研制的HEART-50重复频率高功率脉冲驱动源进行了实验验证。结果表明，脉冲驱动源能够输出峰值电压520 kV，脉冲宽度约90 ns，脉冲上升沿小于25 ns，重复频率5 Hz的准方波电脉冲，峰值电功率约为25.3 GW，且具有较好的运行稳定性。

随脉冲功率技术向高重复频率、长寿命等方向发展，储能元件和开关元件在瞬态强场条件下的稳定性能检测十分必要。基于固态开关技术研制了一种百kV，μs时间尺度下的瞬态强场测试平台，主要由高压直流充电电源、初级单元、脉冲变压器、磁脉冲压缩网络、复位系统和测试腔体组成，实现了一体化结构，使用便利。首先，针对电容器测试条件，建立了完整的电路模型，详细设计了系统中各关键参量；然后，利用晶闸管组件作为初级单元控制开关，利用磁开关进行两级脉冲压缩，建立了实验装置；最后，给出了40 nF小批量陶瓷电容器的典型实验测试结果，测试电压50 kV，脉冲宽度1 μs，重复频率10 Hz，运行时间85 min（对应51 000个脉冲），平台稳定可靠性良好，为后续开展相关测试研究奠定了基础。