光子科学(Photon Science)是一门正在兴起的新学科，它是使用由粒子加速器产生的光子，探测微观世界的各种细节的基础科学的总称。其中，同步辐射光源是研究光子科学的重要平台之一。与前两代光源相比，第三代光源的加速器具有电子束流强度高、发射度低的特点，且大量使用插入件。上海光源是一台即将运行的第三代同步辐射光源，为了提高其储存环的束流寿命，克服强流不稳定性，计划在其储存环上安装一套高次谐波腔。本文论及了研制该超导高次谐波腔的前期阶段，包括物理设计、工艺探索和高频测试等等。　　 本文首先分析了高次谐波腔的运行机制，综述了双腔束流动力学原理，再由上海光源储存环的参数，确定了高次谐波腔的频率、腔压等参数。根据“低损耗、高阻抗”的设计方向，利用软件模拟的方法，优化并确定了最终的单胞腔的腔形。在此基础上，设计了完整的非耦合的双胞铌腔的方案，通过两种方案解决了所有高次模引出的难题。　　 其次，探索超导腔的加工工艺是本文的重点之一。我们采用较易实现的“冲压—焊接”方案加工了单胞铜腔和铌腔。首先用铜材尝试，待工艺成熟后，再用铌材加工。经过改进第一批腔加工中出现的问题，第二批单胞腔的频率等参数比较精确地达到了设计指标。　　 腔加工完成后，我们进行了两项实验，分别是基于铜模型腔的“高次模测量”实验和基于铌腔的“低温垂直测试”。　　 高次谐波腔的模型腔的高次模测量，采用的是独立开发的一套“高频测量系统”。该测量系统采用一步一测的方式，保证了测量的准确性。利用这个系统，我们完成了1.5GHz高次模谐波腔的铜模型腔的单极子高次模的场型和R/Q等参数的测量，确认了腔内双极子模的频率。经与软件模拟结果对照，测量结果与模拟结果能够较好地符合。　　 铌腔的垂直测试，是在为对超导腔的内表面进行任何处理的情况下进行的原理性测试。实验中，无功率时Q值大于1.0×108，最大腔压达到了1.07MV/m。由于超导腔内表面未经抛光处理，所以腔压、Q值等指标并未达到设计指标，但所用铌材的超导性能、加工工艺可行性等得到了验证。