高功率高重复频率超快电脉冲的产生技术是一系列高科技研究与前沿研究的基础,在通信、雷达、电子对抗、电磁武器、核爆模拟、激光核聚变、环境保护、食品保鲜、材料改性等领域有广泛的应用。在兼顾高重复频率电脉冲的功率和超短脉冲宽度两个方面,砷化镓(Gallium arsenide,GaAs)光电导开关(photoconductive semiconductor switch,PCSS)因其卓越的性能而被视为最有潜力的超快开关器件。然而,在高功率高重复频率的重大应用需求下,GaAs PCSS的线性模式和高倍增模式都存在应用上的不足。线性模式下GaAs PCSS能迅速断开,可以工作于较高的重复频率;同时由于没有电子的雪崩倍增现象,所以GaAs PCSS的工作寿命高,输出波形易于调控。由于线性模式不具备支持电子雪崩倍增的偏置电场条件,也就不具有雪崩倍增效应,于是要想获得高功率输出的电脉冲,就需要较大功率的脉冲激光器触发GaAs PCSS。但是因为高功率激光器的成本高昂、系统复杂,制约了GaAs PCSS在脉冲功率领域中更好的发展。人们关注到高倍增模式具有比线性模式上升时间短、所需触发光能量低的优势,这就为利用激光二极管阵列代替复杂、昂贵的功率激光器触发GaAs PCSS提供了有利依据。但是持续时间长达微秒量级的锁定现象限制了GaAs PCSS的最高重复工作频率,且电流高度集中成丝大大降低了开关的使用次数。本文基于光激发电荷畴(photo-activated charge domain,PACD)模型,提出了双光束延时触发下关断GaAs PCSS高倍增模式锁定效应的实验思路,即利用畴的竞争猝灭机制在一定程度上关断输出电脉冲锁定效应的持续状态。同时在一定程度上保留相应的载流子高倍增机制。根据载流子输运规律,设计了双光束延时触发的实验平台,考察了双光束延迟时间、延迟触发光能和光斑触发相对位置、储能电容等多个方面的因素对关断GaAs PCSS高倍增程度的影响规律。相关的实验结果表明,双光束之间合适的延迟时间可以在一定程度上对GaAs PCSS中的高倍增机制进行调节;同时,外部储能电容对PACD聚束输运过程中的电场调控作用有着明显的效果。