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北京大学在其超导加速装置PKU-SCAF的基础上将建成一个红外SASE FEL实验平台PKU-SCAF FEL.它可以提供高峰值功率、波长连续可调的ps脉冲FEL.我们将通过对红外SASE FEL的实验及相关理论的研究,掌握SASE所涉及的关键物理与技术问题,探索实现高性能SASE FEL的新途径,并通过SASE实验检验所研制的关键部件的性能是否达到了预期要求,了解其对SASE FEL出光性能的影响.该文围绕SASE FEL的理论及设计研究展开.论文第一章简要介绍了辐射、激光、FEL的发展、FEL的特性以及FEL特别是红外FEL的应用.作为论文的一个重要部分,作者对SASE FEL的物理过程进行了细致的推导,文章第二部分详细介绍了有关的内容.在论文的第三部分,作者详细介绍了PKU-SCAF FEL的设计方案以及解析计算和数值模拟的相关情况.作为论文的结束,第四章就PKU-SCAF FEL的设计方案给出了一些建议.