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正电子是人类发现的第一个反物质粒子，由于其与电子湮没可产生的时间信息、能量信息和动量信息，使得正电子湮没技术在表征材料原子层面上的微观结构独具优势。为了满足新时期材料科学发展的需要，可以得到更精细、更全面微观信息的慢正电子束流技术应运而生，而慢正电子湮没寿命测量技术作为最具代表性的研究方法，微束团化系统更是核心部件，对其关键技术的研究一直是慢正电子领域的热点和难点。
本文以中国科学院高能物理研究所的基于固态Ne慢化体的慢正电子束流装置为平台，搭建一套慢正电子湮没寿命测量系统，针对微束团化系统中关键技术展开研究。首先提出两种微束团化设计方案，并利用Parmela软件完成束流动力学部分的模拟；为实现慢正电子能量连续可调的目的，基于Geant4设计了一个以法拉第筒为结构的加速电场；最后利用CST软件对主聚束器进行了三维优化，在正常工作参数下完成结构制图。最终取得以下成果：
(1)利用阻挡电势法、CCD摄像机与荧光靶分别测得慢正电子束流初始能量、能散和束斑分别为30eV、5eV和6mm。
(2)推导了微束团化理想调制信号和近似调制信号波形，详细介绍了微束团化系统组成；通过分析衡量慢正电子湮没寿命测量系统的影响因素，确定了论文中各装置的设计指标。
(3)以束流动力学为基础，在相同束流特征参数和调制参数下，由于“预聚束器-斩波器-主聚束器”结构的各项模拟参数更具优势，进而确定为微束团化设计方案。
(4)慢正电子束入射能量范围在0.5~30keV时，150ps(FWHM)时间宽度慢正电子束团的聚束效率最高达到87%、正电子利用率最高达到20%(如果时间宽度为200ps、250ps或300ps时，这两个数值将会更高)。
经过对上述内容的研究，建立了一套可以保证束团时间宽度极窄、聚束效率和正电子利用率较高的微束团化系统，该系统的设计不仅可以在实际样品测量中准确获取正电子湮没信号，还可有效提高慢正电子湮没寿命的测量效率；同时，系统的三维构图也将为慢正电子湮没寿命测量平台的加工与搭建提供设计模型与参照，具有较高的实际应用价值。
本文以中国科学院高能物理研究所的基于固态Ne慢化体的慢正电子束流装置为平台，搭建一套慢正电子湮没寿命测量系统，针对微束团化系统中关键技术展开研究。首先提出两种微束团化设计方案，并利用Parmela软件完成束流动力学部分的模拟；为实现慢正电子能量连续可调的目的，基于Geant4设计了一个以法拉第筒为结构的加速电场；最后利用CST软件对主聚束器进行了三维优化，在正常工作参数下完成结构制图。最终取得以下成果：
(1)利用阻挡电势法、CCD摄像机与荧光靶分别测得慢正电子束流初始能量、能散和束斑分别为30eV、5eV和6mm。
(2)推导了微束团化理想调制信号和近似调制信号波形，详细介绍了微束团化系统组成；通过分析衡量慢正电子湮没寿命测量系统的影响因素，确定了论文中各装置的设计指标。
(3)以束流动力学为基础，在相同束流特征参数和调制参数下，由于“预聚束器-斩波器-主聚束器”结构的各项模拟参数更具优势，进而确定为微束团化设计方案。
(4)慢正电子束入射能量范围在0.5~30keV时，150ps(FWHM)时间宽度慢正电子束团的聚束效率最高达到87%、正电子利用率最高达到20%(如果时间宽度为200ps、250ps或300ps时，这两个数值将会更高)。
经过对上述内容的研究，建立了一套可以保证束团时间宽度极窄、聚束效率和正电子利用率较高的微束团化系统，该系统的设计不仅可以在实际样品测量中准确获取正电子湮没信号，还可有效提高慢正电子湮没寿命的测量效率；同时，系统的三维构图也将为慢正电子湮没寿命测量平台的加工与搭建提供设计模型与参照，具有较高的实际应用价值。