利用ns时间分辨的高速相机开展强流电子束阴极光学诊断研究,是深入理解阴极爆炸发射过程的一种重要途径。开展光学诊断的前提是保证相机和强流电子束加速器在ns时间尺度保持同步。因而,解决相机的同步触发问题具有重要意义。本文在对相机工作状态和加速器工作时序特性分析的基础上,提出了实现相机同步触发的电延时和光延时两种方案。结合教研室实际情况,构建了基于电延时方案的阴极光学诊断平台,研制了相机的同步触发器,并初步开展了ns量级物理过程的光学诊断,为进一步深入研究奠定了良好的实验基础。论文的研究工作主要包括以下四个方面:1.提出了实现高速相机同步触发的两种方案为了补偿高速相机电触发信号的取样、处理及传输延时和相机的固有延时,提出电延时和光延时两种方案。电延时方案是在主开关后接一段传输线来延迟高电压脉冲加载到二极管的时间。光延时方案是利用延时光路来延迟阴极爆炸发射时产生的光信号到达相机的时间。二者均选择主开关导通后所形成高电压脉冲的取样信号来触发相机,大大了减小加速器运行时的时间抖动对相机同步触发的影响。2.构建了强流电子束阴极光学诊断平台结合实验室实际情况,利用电长度约110ns的水介质螺旋线构建了基于电延时方案的强流电子束阴极光学诊断平台。加速器产生的高电压脉冲宽度（FWHM）110ns,前沿（电压从10%上升到90%的时间）35ns,幅值200～400 kV可调,电子束流达数十kA,可用于强流电子束阴极实验。为了满足光学诊断的要求,设计、加工了强流电子束平面二极管,并分析了其静电场特性。此外,设计了阻抗匹配段来改善二极管电压波形。3.研制了高速相机的同步触发器针对相机对触发信号的要求,研制了同步触发器。该触发器采用脉冲变压器实现取样信号的极性反转,经快恢复的二极管整流后,由一个单稳态触发器转变为逻辑门电路（TTL）信号。同步触发器整体响应时间为26ns,抖动不超过2ns。4.利用高速相机初步开展了ns量级物理过程的光学诊断相机对脉宽～10ns的激光脉冲成像,保证了其在ns曝光模式下可以正常工作;利用同步触发器输出的信号触发相机,对黑白方格纸成像,说明了该信号满足相机触发要求;最后,尝试利用相机诊断阴极爆炸发射时的光学现象,针对遇到的电磁干扰问题,分析、确定了干扰信号的来源,初步拍摄到了有关强流电子束阴极爆炸发射过程的光学图像,并提出进一步实验方案。