电子枪是加速器众多组成系统中的一个重要组成部分，它是提供给加速器电子源的装置，是决定电子束束流品质的关键器件。而从加速器中所使用的电子枪的研究发展历史来看，光阴极电子枪无疑已经成为现在人们研究的重点之一，其中使用较多的是金属性光阴极和半导体型光阴极，这两种光阴极都有各自的优点和缺点。　　 碳纳米管作为一种新兴的电子发射材料，已经受到人们越来越多地关注。碳纳米管具有较好发射稳定性、寿命长以及可以在较低电压下工作等优点，已经在场致发射领域得到了广泛的应用；而其良好的光学和电学性能也使得碳纳米管在光学和电子学等领域得到了广泛应用。碳纳米管作为一种新兴的电子发射源，已经应用于平板显示器、阴极射线管、扫描电镜以及加速器的电子枪等。　　 本文首先对现今世界上正在运行的加速器中使用的的电子枪进行了回顾和总结，其中包括了直流高压电子枪、热阴极微波电子枪、场致发射电子枪、微脉冲电子枪以及光阴极微波电子枪等，并在其中穿插介绍了中国科学院上海应用物理研究所在各种不同类型电子枪方面研究的结果；然后对碳纳米管的场致发射研究、光学性能以及其在加速器中的应用进行了简单的总结，通过对电子枪和碳纳米管应用的回顾和总结，给出了本文的研究重点，即碳纳米管场致发射电子枪和碳纳米管光场致发射电子枪的研究。接着对电子发射与电子枪的理论进行了简单介绍。　　 在基于碳纳米管场致发射的电子枪的研究中，本文作者对碳纳米管场致发射能力进行了验证，通过实验验证，证明碳纳米管可以用来作为电子枪的阴极材料提供电子束流。并在随后的束流在线实验中，给出了基于碳纳米管场致发射的电子枪的第一手资料。在两极间场强为2.7MV/m的情况下得到了0.27mA的电子束流，相应的阴极电子发射密度为0.54mA/cm2，而在寿命测试实验中，碳纳米管场致发射电子枪可以稳定的提供两周的电子束流。　　 而基于碳纳米管光场致发射的电子枪的实验则第一次给出了碳纳米管在532nm和355nm激光照射下脉冲峰值流强以及其在两种波长下的量子效率。实验中，在532nm和355nm激光照射下，分别成功地得到峰值流强为3.364A和4.76A，脉冲电荷量约为30nC和40nC的电子束流，其对应的碳纳米管量子效率分别为3.73×10-5和6.825×10-5。本文作者第一次给出了不同阴极电压，不同激光功率下的碳纳米管量子效率，并且对于碳纳米管量子效率随激光功率变化的现象给出了合理的解释。在强激光照射下，碳纳米管的寿命比较短，需要进一步实验的研究。　　 本文的重点是对基于碳纳米管阴极的场致发射和光场致发射电子枪的研究，在国内第一次将碳纳米管用于加速器的电子枪阴极，并且第一次成功的得到了碳纳米管光场致发射光电流，以及其在不同激光波长下的量子效率，为以后更好的利用碳纳米管进行加速器电子枪研究提供了基础。