直线变压驱动源（LTD）代表一种新型电路拓扑结构，将储能电容分解为容量很小的单元，能够直接输出快脉冲，而且降低了基本器件所承受的电压和导通的能量，为重频长寿命的大型驱动器研制开辟了道路，因而成为下一代大型Z箍缩聚变能源驱动器的主流技术。LTD的设计思想是一种矛盾转移，将难点从极高电压极高电流的闭合开关转移到大阵列开关的同步触发，因此，触发技术成为研制大型LTD型驱动器的重点。提出了一种可扩展的触发技术，以小型Marx发生器作为初级储能源，利用水介质脉冲形成线作为脉冲形成单元，激光触发气体开关作为输出开关，通过高压电缆匹配输出高压脉冲。给出了输出40路高压脉冲的触发器单元的设计和初步实验结果，Marx充电±60 kV时，触发器单元在75 Ω匹配电阻负载输出电压峰值为106 kV，上升时间约27 ns（10%~90%），半高宽约110 ns。作为输出开关的四个激光触发气体开关在~70%工作系数、激光总能量55 mJ的条件下，导通时间差异小于3 ns。

研究了高压大电流SF6激光触发开关在使用过程中透镜污染的问题,通过对激光触发开关中被污染透镜透过率的测量、透镜表面附着物的分析和透镜使用寿命的数据积累,总结出氟化氢的腐蚀和开关粉尘附着是造成激光开关透镜透过率降低、以致失效的主要原因。通过三种激光触发开关结构参数分析和开关运行数据的比较,认为采用氟化钙透镜、低吸水性绝缘材料、选择轴向绝缘V/N型辅助间隙多电极开关结构、铜钨合金电极、脱水处理等措施,可以降低氟化氢和粉尘的产额,从而增加开关的工作寿命。

采用了人工线、开关和直线变压器结构一体化的设计方法,为重复运行的长脉冲直线变压器驱动源(LTD)装置研制了一种紧凑型低阻抗脉冲成形模块。为优化空间结构、减小分布参数、提高波形质量,脉冲单模块由两条20 Ω Blumlein 脉冲成形网络（PFN）并联储能,人工线采用相向L型布局,通过一个同轴开关同步放电,分两路向直线变压器初级线圈对称馈入快前沿的高压电脉冲。为了进一步减小线路电感,缩短脉冲前沿,研制了新型的嵌入式激光触发开关。与同轴开关相比,引线长度缩短了一半,脉冲前沿减小了10%。两级LTD模块实验装置在18.5 Ω负载上获得了电压240 kV、半宽180 ns的脉冲输出,重复频率可达25 Hz。

结合GW级纳秒脉冲源建立了实验平台，研究了激光触发开关的延迟时间及其抖动与激光能量、工作电压、激光波长、透镜焦距等参数的关系。结果表明：开关延迟与抖动随激光脉冲能量的上升、工作电压的上升而逐渐减小；采用紫外光得到的开关延迟与抖动小于相同条件下红外光得到的结果；在高气压小间隙开关条件下，采用小的透镜焦距可以得到更小的开关延迟与抖动。开关在自击穿电压220 kV、欠压比为80%、采用7 mJ，266 nm 波长激光时的抖动为0.3 ns，在此条件下进行了两台脉冲源的同步实验，得到其同步偏差85%置信率小于0.3 ns。

介绍了Z箍缩初级实验平台激光触发系统的设计和单路样机验证实验结果。采用12台激光器、24个激光触发主开关来实现24路电流脉冲的精确同步,由Nd:YAG四倍频脉冲激光来触发开关,采用水平分光将一台激光器的激光脉冲等分为两束激光,激光聚焦后分别触发相邻的两路主开关。单路样机验证实验获得的激光脉冲的抖动极差小于等于3 ns,主开关的抖动极差小于等于5 ns,3台激光器之间的抖动极差小于等于3 ns。实验结果表明:在主Marx充电电压小于等于75 kV时,光路管道双隔离气室具有良好的绝缘性和密封性; 激光光路系统稳定可靠; 能量为100 mJ、脉冲宽度为7 ns的266 nm激光经过分光后，能够满足Z箍缩初级实验平台的设计要求。

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。

为明确脉冲功率装置开关触发延迟时间和抖动测量的可信度, 进行了不确定度评定。使用拟合的线性关系式结合示波器水平分辨力导致的不确定度建立开关延迟时间不确定度的数学模型；根据抖动的定义建立抖动的测量不确定度数学模型。两者均按不确定度评定。以相关实验数据为基础计算了各个不确定度分量、合成标准不确定度以及扩展不确定度。按工程测量要求置信概率为95％, 取包含因子为2, 可得初级实验平台(PTS)单路样机激光触发开关触发延迟时间测量的扩展不确定度为0.38 ns；抖动测量的扩展不确定度为0.13 ns。延迟时间和抖动测量结果的不确定度满足实验分析的要求。

在加入SF6气体与电子的碰撞反应截面后,利用基于PIC-MCC方法的XOOPIC程序,对天光Ⅰ号激光装置预放大器上的圆柱电极激光触发开关进行击穿前流柱形成过程的模拟计算。详述了模拟条件的选择及激光触发条件的等效,并给出了模拟结果。模拟结果表明,在弧道初始半径约为250 μm的条件下,经过0.15 ns后正离子到达阴极,开关导通。因此验证了通过PIC-MCC方法模拟,可以为开关弧道的电阻的动态变化的电路模拟给出初始条件,使之能够更为准确的预测开关的导通行为,为开关设计提供了一个新的工具。

为进行PTS装置单路样机激光触发开关的调试,设计安装了相应的电压电流探头。通过对比分析了探头测量结果,解释了开关出口D-dot电压探头波形畸变的原因,并运算得到了正确的波形。B-dot探头得到了与模拟结果符合的电流微分信号和电流信号。实验结果表明: D-dot探头适合MV量级的高电压脉冲测量,但当该探头工作在开关区时,设计中需要对比探头与被测电极以及其它电极的结构电容,只有满足结构电容远大于与其它高压电极的电容时,才能获得较真实的信号。如果结构设计中难以满足该要求,可以采用软件处理方法得到正确的波形。使用B-dot探头输出的电流微分信号可以较为准确地得到开关导通延迟时间,测量误差小于0.7 ns。