随着科学技术的发展和当今在科研、航天、工业和国防等领域的需要,业界对脉冲功率系统的输出功率、输出能量、脉冲前沿、脉冲前沿上升率、重复频率、脉冲宽度和体积等方面有更加严格的要求,其中开关技术对系统的性能有重大影响。光导开关作为一种拥有快响应、通流能力强、耐压高、重复频率高、抖动低和体积小等优点的新型开关,对脉冲功率系统的性能有显著的提升。本文以Marx发生器作为研究对象,主要进行了如下工作:（1）理论分析了以火花间隙开关作为主开关的经典Marx发生器的结构和充放电方式,再对几种固态Marx发生器结构进行分析。其中电感隔离型Marx发生器速度快,充电效率高。二极管隔离型Marx发生器和开关隔离型Marx发生器由于充电等效回路时间常数小的特点,充电时间比较短,可以达到高重复频率,且在放电回路的开关不同步导通的时候,二极管可以快速对开关电压进行钳位,防止开关承受过压而损坏。考虑到方便体现开关性能以及频率需求,选择电阻隔离型Marx发生器和开关隔离型Marx发生器进行仿真和电路的设计。（2）使用具有双通道独立控制输入输出,且内部有电气隔离的驱动芯片,与外围电路一同构成IGBT驱动电路单元。驱动电路上有多个单元,可以对多个IGBT进行控制,且同步性良好,可输出15 V可调频率和脉宽的信号,频率及脉宽与输入PWM信号相同。对两级和四级的电阻隔离型Marx发生器和开关隔离型Marx发生器进行测试,在充电电压500 V和50Ω负载测试条件下,两种结构的Marx发生器由于IGBT工作在饱和区,导通电阻较大,以致于不能输出理论值的脉冲幅度。增大负载电阻后,IGBT工作区接近线性区,输出幅度接近理论值。（3）搭建实验平台,设计了脉冲发生式测试电路对高纯Si C光导开关和掺钒Si C光导开关进行导通性能的测试。高纯开关的导通电阻为891.6Ω,且开关上升沿处具有明显的台阶现象。两个掺钒光导开关的导通电阻分别为124.8Ω和72.5Ω,上升时间分别为2.7 ns和3.75 ns,并在两级电阻隔离型Marx发生器中应用两个掺钒光导开关,在充电电压为500 V,激光重复频率为10 Hz的测试条件下,负载上的脉冲输出幅度为-87 V,上升时间为4.38 ns,脉冲宽度为4.25 ns,上升时间变化率为-15.9 V/ns。（4）基于理论分析和实验结果,提出了可以提升系统性能的研究方向。利用脉冲陡化技术来实现更快前沿的方法,可以弥补开关性能的不足。减小光导开关导通电阻能够提升在负载上获得的脉冲幅度。使用可以使光导开关工作在非线性模式的材料来制备开关,当开关工作在非线性模式下,可以极大地降低对激光器能量的需求,实现弱光触发。在该情况下可以使用体积小的激光器,实现系统紧凑化。同时小型激光器通常可以进行脉宽调制,控制输出的能量等,实现对光导开关的精确控制。