为提高飞秒条纹相机的性能，设计了一种新型加速结构的条纹相机，它具有加速栅网和加速狭缝通道，平行平板电极结构。考虑实际惯性约束核聚变(ICF)实验中X 射线入射CsI光阴极，光电子能量弥散较大和空间电荷效应作用下，用蒙特卡罗方法抽样2000个光电子能量角度分布值，用四阶龙格-库塔法计算了电子在条纹相机中的飞行轨迹。在成像面上统计电子时空分布得到该条纹相机的时间和空间分辨特性，结果显示使用该加速结构的飞秒条纹相机空间分辨率达到21l lp/mm,时间分辨率达到508.4 fs，对比传统平行平板相机，分别提高了90%和29%左右，性能提高明显。该新型条纹相机加速结构简单，具有实用性。

随着波导式耦合行波加速管设计梯度的日益提高,为了防止加速管输入耦合器电场的横向动量在束流通过加速器耦合器时引起束流品质的下降,侧壁开有两个对称耦合孔的对称双馈圆柱腔获得了广泛的应用。研制的S波段J型波导馈电加速管即为双馈圆柱腔中的一种,研制样管在老练平台上老练时的最高加速梯度达到30 MV/m。然而因为四极场的存在,开有两个耦合孔的圆柱耦合腔内,仍然会引起轴向电场的幅度和相位在横向的梯度,从而使束流发射度变差。在理论上对J型波导馈电的跑道式耦合腔进行了研究,通过与圆柱腔进行比对模拟计算,证明跑道式耦合器可以很好地改善轴向电场在横向平面内非近轴区域沿圆周的场强一致性,从而减小四极场的影响。重要的是,J型波导馈电跑道式耦合腔的机械加工、测试比圆柱腔更加容易实现,是未来双馈加速器发展的一个理想方向。

漂移管直线加速器(DTL)通过采用杆耦合器加速结构, 实现加速电场的稳定性。为了分析电场稳定性的调制机理, 简要说明DTL的腔体结构, 并对其进行集**数的等效模拟, 给出等效电路分布。最后着重对耦合杆与漂移管之间相互作用的等效电容进行了仿真研究。针对上述电路分布, 采用电路理论分析了高频场扰动及稳定性的实现机理。通过将稳定结构下的等效电容求解结果与该电容的模拟仿真值进行比较, 得出稳定状态下的耦合杆与漂移管之间间隙取值的合理区间。最后通过对不同调节条件下的扰动电场进行仿真分析, 一定程度上验证了结论的正确性。

光子晶体加速结构能够有效地阻尼高频率加速管中的尾场，对高能加速器中因尾场引起的束流不稳定性起到抑制作用。探索了X波段2维金属光子晶体微波加速结构的研制方法，用机械加工的方式制作了较高品质因数的2维光子晶体结构谐振腔。理论计算表明，在光子晶体结构谐振腔外围放置吸波材料，可有效地吸收加速结构中的类TM11偶极模等高次模，而对加速主模类TM01模影响较小。设计和制作了工作频率为11.42 GHz，由4个腔构成的X波段2维金属光子晶体行波加速器，实验结果与数值模拟计算值吻合较好。

介绍了北京大学分离作用射频四极场(RFQ)加速器的结构特点, 包括膜片式电极、支撑环式电极支撑系统、水冷系统、调谐系统及其工艺实现; 介绍了基于该分离作用RFQ加速腔进行的调谐测试、高功率实验和束流实验。结果表明: 调谐系统的频率调节范围及品质因数完全满足实验要求; 分离作用RFQ加速腔的输入功率可以达到33 kW以上, 满足高功率下稳定运行的条件; 在束流实验中, 把1.03 MeV的O+入射束流加速到1.65 MeV, 半高宽能散小于3%。加速器结构满足物理设计要求, 加速系统运行稳定。