采用脉冲测试电路，测试了半绝缘GaAs光导开关(PCSS)在锁定工作模式下的偏置电场及触发光能阈值。测试结果表明，在一定光能范围内，电场阈值随光能阈值的增大类似于指数关系减小；激励光能在数10 μJ下，半绝缘光导开关偏置电场阈值为9 kV/cm。当激励光脉冲能量大于0.78 mJ时，光导开关在不同偏压下都不能工作于锁定工作模式而进入线性模式。依据实验测试结果，提出了高倍增偶极畴模型，给出了半绝缘GaAs光导开关的电场与光能阈值的计算结果，在实验误差范围内，理论分析与实验测试结果符合。

分析了高增益本征砷化镓光导开关(PCSS)中的几个重要参量,研究了光导开关的物理机制,发展了以畴电子崩(DEA)为基础的流注理论。提出了畴电子崩的3个必要条件:初始载流子密度nLD≥3×1015 cm-3,耗尽层的空穴密度和积累层的电子密度至少其中之一能够超过畴电子崩的阈值ncs,非平衡载流子密度区域沿电场方向的特征长度ΔZ必须大于畴电子崩转变为局域流注时的生长畴宽度b。揭示了流注的光致电离效应产生的局域平均载流子密度的上限大约为1017 cm-3·ps-1,能够为后代生长畴提供的初始载流子密度为3×1015≤n(t＝0)＜1017 cm-3;流注的传播速度范围大约为2.97×108≤vpro≤6.21×109 cm/s。理论分析结果与实验观察一致。

研究了光致电离在高增益本征砷化镓(GaAs)光导开关(PCSS)中的效应。在高增益本征砷化镓光导开关中,各级流注发展由三个过程组成：光致电离、畴电子崩(DEA)和载流子碰撞电离雪崩生长。光致电离在本征砷化镓绝缘区中产生局部高载流子密度区域,提供了允许畴存在的局域环境。光致电离包括激光触发和流注的复合辐射两种情形。分析了光导开关的最优触发激光条件。通过计算机数值模拟,计算了在距离流注表面y≤30 μm的范围内,平均光生载流子密度n(t=0)乘以该局域的特征尺度满足偶极畴成核条件：n(t=0)·y>1012 cm-2;探讨了流注的复合辐射在流注周围产生非平衡载流子的规律;发现了触发区域沿电场方向的长度阈值LEC,触发区域的特征长度LE必须满足条件：LE≥LEC。

利用Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)及其掺杂材料制作的光导开关具有很好的时间响应及高功率输出特性.比较了这两种材料制作的不同电极间隙类型的光导开关的开关时间响应速度、导通光能与饱和触发激光能量、线性与非线性工作模式及触发稳定性等特性.结果表明,利用InP和GaAs两种材料制作的光导开关都具有达到皮秒级的超快时间响应,其对时间最佳响应与偏置电场有关.两种开关的多次触发时间抖动在几个皮秒范围,输出电压峰峰值抖动优于10%.GaAs开关的非线性工作电场阈值比InP开关低,更容易实现非线性输出.

入射光脉冲波长为1064nm时,GaAs光导开关上的直流电场强度为103V/cm。讨论了恒定光强和高斯光强时,GaAs杂质吸收载流子浓度随时间变化;将高斯光强时的模拟结果同实验相比较,二者吻合很好。