核磁共振(NMR)是指外加磁场中磁矩不为零的原子核能够吸收电磁辐射,并重新发射电磁辐射的一种物理现象。核磁共振的这一特性允许观察原子核的量子力学磁性。利用核磁共振现象,许多科学技术通过核磁共振光谱学来研究分子物理学,晶体和非晶体材料。先进的医学成像技术——磁共振成像(MRI)正是基于核磁共振的原理。动态核极化(DNP)是核磁共振波谱学中的一种重要手段,它能实现电子与原子核之间的极化转移,将电子自旋的较高极化传递给核自旋来增加核磁共振的灵敏度。核磁共振灵敏度的提升可以极大提高测量精度和数据采集速度。随着核磁共振分辨水平的逐渐进步,所需的磁场强度也不断增加(高达23T),动态核极化所需的频率也落入到太赫兹频段(0.14-0.6 THz)。除了更高的磁场,核磁共振实验需求能够稳定输出高功率太赫兹微波的源。而通过强磁场中电子的回旋共振产生具有兆瓦量级电磁波的高功率真空管——回旋管,是开发出来用于增强核磁共振(DNP-NMR)实验的必备器件,现阶段研发的回旋管已经实现了高频率和高功率下的连续稳定工作。一个高效运行的DNP-NMR系统要求传输的波束是近似理想的高斯波束(准高斯波束),因为这类波束能够在高功率微波传输线和微波耦合到样品的过程中仍能保证微波的传输质量。DNP-NMR系统对传输质量的高要求依赖于一个结构紧凑,传输高效且低损耗的传输聚束系统,而现有报道的传输与聚束系统在实现方案、结构和性能上,仍有值得改进的地方。本论文结合科研团队设计0.263 THz DNP-NMR系统的需求,着力研究了系统中传输和聚束部分的基本理论,在此基础之上还用软件进行了数值模拟分析和模型仿真实现,并优化了结构参数。主要工作如下:以应用于DNP-NMR的传输和聚束的系统为设计框架,从基本的电磁场电磁波理论和导波原理出发,运用数值计算和仿真分析相结合的方法,分析阐述了从回旋管输出的准高斯波束在系统中传输和会聚,最后到达样品位置的在整个物理过程。使用了MATLAB、FEKO等软件辅助建模和分析系统的性能参数,设计了一个基于0.263 THz DNP-NMR的传输聚束系统。