太赫兹科学技术作为一门新兴学科,其应用前景广阔,各国在研究上都加大投入,因此最近十几年发展很快。太赫兹源是太赫兹技术发展的基础,一直也是发展的重点。而太赫兹折叠波导行波管作为一种电真空放大器,它在太赫兹频段具有以下特点,如大功率、宽频带的输出特性、结构较为简单、能使用现代成熟的微加工技术加工,是目前最具发展潜力的小型宽带大功率太赫兹辐射源,已成为国内外的研究热点。太赫兹折叠波导行波管的电子光学系统设计目标在于实现高电流密度、低电子束脉动和层流性好的电子束有效传输。到了太赫兹波段,频率的上升导致电子光学系统的尺寸变小,因此电流密度会增大,空间电荷效应会增强,要在高电流密度情况下实现低的电子束脉动和好的层流性,电子光学系统的设计变得尤为困难；同时,由于在太赫兹波段,电子束是在直径不到0.2mm的传输通道内运动,如何提高电子束的通过率,对于聚焦磁场系统的设计提出了更高的挑战。本论文以0.22THz太赫兹折叠波导行波管电子光学系统为研究对象,主要研究工作如下：推导了轴对称条件下电子光学系统的静电场分布和周期永磁聚焦下近轴均匀层流电子束运动轨迹方程。使用三维粒子仿真软件对皮尔斯电子枪建立仿真模型,对重要参数进行扫描,找出了结构参数与电子束参数的相关性,设计出符合太赫兹折叠波导行波管需求的电子枪,该电子枪阴极电压-14.5kV,控制极电压-14.5 kV,电子束通道直径0.19mm,发射电流11mA。使用磁场仿真软件建立周期永磁结构模型,仿真并优化周期磁场分布,设计了一套周期磁场测试夹具,对实际磁场分布进行测量,测量结果与设计基本一致,验证了磁场分布仿真的准确性。将周期永磁磁场分布和电子枪参数代入三维粒子仿真软件的粒子工作室,建立整管束流传输模型,通过仿真优化,获得电子枪阴极电压-14.5kV,控制极电压-14.5 kV,电子束通道直径0.19mm,发射电流11mA,电子束通过率96%的电子光学系统。研制了一套0.22THz折叠波导行波管流通管,开展了初步的实验研究,实验获得束流通过率95%,并实现直流运行,验证了设计的合理性。最后,基于该电子光学系统,研制了两支0.22THz折叠波导行波管：第一支工作参数为：阴极电压-15kV,电子束电流12mA,电子束束流通过率95%,12GHz范围内输出功率大于200mW,峰值大于350mW,3dB带宽大于12GHz,连续波运行；第二支工作参数为：阴极电压-15kV,电子束电流15mA,电子束束流通过率96%,峰值功率约1.2W,3dB带宽3.5GHz,连续波运行。进一步验证了电子光学系统设计的合理性。