针对兆伏每米（MV/m）强脉冲电场的测量需求，设计并研制了基于集成光学的共路干涉仪（CPI）小体积宽带脉冲电场传感器。基于电光效应及电光调制原理，建立了传感器的幅度和频率响应传递函数，分析了集成光学探头的接收特性，并推导了探头灵敏度和带宽随波导长度的关系。设计了适用于MV/m量级脉冲电场测量的纯光学非金属CPI传感器，提出了利用晶体宽度对测量灵敏度调控的方法，使得设计的半波电场提高了2倍以上。研制的无源探头体积小于20 mm×10 mm×5 mm、理论带宽大于4 GHz、最大测量幅度大于1.2 MV/m。研制的传感器在高空电磁脉冲（HEMP）、雷电电磁脉冲（LEMP）及脉冲功率等领域具有应用前景。

气密封装是推动电子器件高可靠发展的一项重要技术，传统气密封装技术存在焊接温度高、热冲击大、应用范围窄等问题，无法满足三维电镀陶瓷基板气密封装要求。本文结合脉冲激光焊接的技术优势，研究了脉冲激光焊接三维电镀陶瓷基板实现气密封装，重点探讨了焊接过程中脉冲激光与材料相互作用模式，分析了焊接样品界面微观形貌、气密性、力学性能等。研究表明，焊接金属区裂纹的出现与基底金属铜向可伐侧的扩散密切相关；焊接过程稳定、焊接熔深小的热传导模式和过渡模式可以避免焊接裂纹出现。通过试验优化了焊接工艺参数，当激光峰值功率为120 W、脉冲宽度为1 ms、重叠率为80%时，三维陶瓷基板腔体结构获得了最佳高气密性，泄漏率为5.2×10^-10 Pa·m³/s，接头剪切强度为278.06 MPa，满足第三代半导体器件高可靠气密封装需求。

Topological nodal-line semimetals attract growing research attention in the photonic and optoelectronic fields due to their unique topological energy-level bands and fascinating nonlinear optical responses. Here, to the best of our knowledge, we first report the saturable absorption property of topological nodal-line semimetal HfGeTe and the related pulse modulation in passively Q-switched visible lasers. Few-layer HfGeTe demonstrates outstanding saturable absorption properties in the visible-light band, yielding the saturation intensities of 7.88, 12.66, and 6.64 µJ/cm² at 515, 640, and 720 nm, respectively. Based on an as-prepared few-layer HfGeTe optical switch and a Pr:LiYF₄ gain medium, Q-switched visible lasers are also successfully achieved at 522, 640, and 720 nm. The minimum pulse widths of the green, red, and deep-red pulsed lasers are 150, 125.5, and 420 ns, respectively. Especially for the green and red pulsed laser, the obtained pulse width is smaller than those of the low-dimensional layered materials. Our work sheds light on the application potential of topological nodal-line semimetals in the generation of visible pulsed lasers.

作为脉冲系统的核心部件，开关承担着脉冲成形、功率调制等重要作用，开关通断速度往往决定脉冲上升时间，高速开关是纳秒短脉冲形成的关键。提出一种高速SiC-MOSFET叠层封装结构，整体布局无引线、无外接，具有极低寄生电感。开展了电磁场仿真研究，揭示了脉冲形成过程中封装多介质界面电磁场分布规律，明确了封装结构电磁薄弱环节，为进一步绝缘优化提供指导。搭建双脉冲测试平台，对研制的SiC-MOSFET叠层封装开关与同芯片商用TO-263-7封装开关的动态性能进行测试。结果表明，大电流工况下，所提封装电流开通速度提升48%，关断速度提升50%，开通损耗降低54.6%，关断损耗降低62.8%，实验结果验证了所提叠层封装结构对开关动态性能的改善。

电磁发射的能力主要取决于脉冲功率电源系统，脉冲功率电源的优化是电磁发射技术取得进一步突破的关键技术之一。电感储能型脉冲功率电源在能量密度方面有很大优势，具备深远的发展潜力。基于串联充电和并联放电的XRAM型脉冲功率电源具有结构简单、可扩展性强的优点。分析了多级XRAM电源拓扑结构中二极管器件的工作原理，按照功能分类，提出了简化二极管器件数量的方案。建立了基于ICCOS的30级XRAM型脉冲功率电源带轨道炮负载的仿真模型，每5级为一个电源模块，系统总储能为365 kJ，发射效率近20%。通过对比简化前后模型性能指标的仿真结果，证明了简化第一级的下臂二极管不利于多级电源的运行。简化多级拓扑中的最后一级逆流电容串联二极管，以及在优化逆流电容参数的前提下简化充电晶闸管的反并二极管，对电源模块的放电电流没有明显影响。

全膜脉冲电容器是脉冲功率系统的重要储能单元，其寿命影响着整个系统的可靠性。在脉冲工况下，全膜脉冲电容器的失效多为突发失效，且寿命的分散性较大。为探究全膜脉冲电容器老化失效机理，开展了其寿命试验及电场与温度场的仿真。利用LTD基本放电单元（Brick）实验腔体对电容器进行寿命测试并获得失效电容器，分析了失效电容在不同故障形式下的失效原因，并利用有限元分析软件对电容器局部“电场易畸变”区域进行了电场仿真，说明上述区域存在的畸变电场是发生绝缘介质击穿的主要原因；对电容器进行温度场分析，发现电容器温度与充放电频率成正相关，温度最高点位于电容器几何中心处附近，在充放电频率较低时，电容器温升不明显，说明在较低充放电频率下，电容器绝缘介质老化以电老化为主，而非热老化。

3 μm激光处于分子指纹区，在医疗外科、气体检测、**应用等领域都有重要的应用价值。Er³⁺∶ZBLAN光纤激光器具有效率高、可集成的优点，是3 μm激光的主要输出方式。本文从铒离子跃迁产生3 μm激光出发，围绕Er³⁺∶ZBLAN光纤激光器，介绍了3 μm激光产生的结构原理及能级系统，总结了实现该波段高功率连续输出和脉冲输出的技术方案和研究进展，重点介绍了基于不同材料可饱和吸收体的调Q和锁模激光器实验研究，并对目前实现3 μm波段高功率输出需要解决的问题进行了分析，最后对Er³⁺∶ZBLAN激光器的发展方向进行了展望。