光电导开关（Photoconductive Semi-conductor Switches，简称PCSS）是利用光电半导体材料与超快脉冲激光器相结合形成的一类新型半导体光电器件。由于PCSS具有开关速度快、时间晃动小、功率容量大、重复率高等特点，使其在超高速电子学、高功率微波产生、大电流点火等领域的应用前景备受期待。在特定的触发光能和偏置电场阈值下，光电导开关将会进入非线性工作模式（高倍增模式），在此模式下光电导开关的应用将会更加便捷，有效。然而到目前为止，对光电导开关非线性模式还没有一个统一的理论。本论文在对半绝缘GaAs光电导开关的光吸收机制进行了系统研究的基础上，结合光电导开关非线性模式有关实验，对非线性光电导开关的载流子倍增机理进行了系统深入的研究。主要的研究内容和结果如下：　　实验中，利用非线性透过率的实验方法，入射光强的范围从15kW/cm2—直测量到14.3GW/cm2，详细观测到半绝缘GaAs材料在1064nm的激光器触发下的吸收机制。通过理论分析与实验数据的拟合，较为精确的测量出了双光子吸收的触发光强区间与双光子吸收系数。实验表明，当光强大于130MW/cm2时，双光子吸收为主要吸收机制，测得双光子吸收系数为28.8cm/GW。依据光吸收定律，分析了三光子吸收的理论模型并计算出三光子吸收的吸收系数。在非线性模式下，光激发载流子（Photoexcitation Carrier）是引发开关雪崩倍增的种子电荷。在对光吸收机制研究的基础上，依据光激发电荷畴模型，结合非线PCSS的相关实验，进一步验证了PCSS的载流子倍增是由雪崩高场畴引起的，光电导开关非线性模式对触发光能的需求，实际是光电导开关体内发生雪崩效应对芯片材料载流子浓度的需求。本文主要通过对不同触发光能条件下，开关芯片的光吸收机制的研究，进而对光激发载流子浓度进行较为精确的测定，从而对光电导开关雪崩倍增机理有一个透彻的分析。　　该研究为半绝缘GaAs PCSS光激发载流子的产生机制及开关器件的雪崩击穿机理研究迈出了坚实的一步。