深紫外自由电子激光项目是我国向第四代高亮度光源迈进的重要一步，将为我国建造第四代X射线波段的高亮度光源打下技术、工艺和理论上的坚实基础，积累宝贵的实践经验。上海深紫外自由电子激光项目将建造一个低发射度、高电荷量的高亮度光阴极微波电子枪，一条能量至少达到300MeV的电子直线加速器，其中包括为了获得高峰值电流而建造的束团长度压缩系统，一条10米长的高精度、小气隙、带横向聚焦的波荡器系统。 本文对上海深紫外自由电子激光项目的自由电子激光参数进行了理论的上的优化，并通过数值模拟程序进行模拟计算对结果进行了更进一步的分析，分别获得了88nmSASEFEL，264nmSASEFEL和88nmHGHGFEL的优化结果，并对各种误差对自由电子激光的各种影响进行了分析。 本文利用腔体设计软件SUPERFISH对光阴极微波电子枪的腔体进行了模拟计算，并利用数值模拟程序PARMELA对光阴极微波电子枪的发射度进行了优化，详细分析了空间电荷对发射度的影响，对影响电子枪产生的电子束流发射度的各种参数进行了研究，最后给出了优化的电子枪参数。 本文对300MeV电子直线加速器进行了设计，包括对电子束团长度压缩系统进行了设计，以及横向聚焦结构的优化，并利用软件elegant对电子直线加速器进行了动力学分析和跟踪模拟计算，并对直线加速器中相干同步辐射效应，尾场效应等对发射度的影响进行了研究，证实可以得到满足自由电子激光要求的低发射度、低能散和高峰电流强度的电子束流。 本文对波荡器的磁铁结构进行了计算，利用OPERA3D分析了混合型波荡器的磁铁结构，分析了磁铁中的退磁场效应和磁极中的磁场饱和问题。给出了满足自由电子激光要求的波荡器磁铁设计。 本文利用从头至尾的数值模拟方法对整个系统的性能进行了研究。对整个设计的可靠性进行了验证。从结果看可以得到满意的结果。