当前，高功率和高效率速调管的开发是粒子加速器功率源系统发展的最前沿技术之一。速调管主要由电子枪、高频互作用段、聚焦系统、输出窗和收集极等部分组成。其中输出窗具有功率输出和真空隔离的作用，是速调管实际运行中较易受损的关键部件之一，因而高功率输出窗的研制一直是高功率速调管的热点和难点。本论文以环形正负电子对撞机(CEPC)大工程项目为契机，首次在国内开展P波段兆瓦量级连续波高功率高效率速调管输出窗的研制。
　　本论文吸取了KEK P波段同轴输出窗的设计经验，设计了满足CEPC650MHz/800kW高效率和高功率速调管需求的输出窗。该设计结合了目前国内陶瓷窗工业制造水平，对输出窗机械结构进行优化，使之适用于国内加工条件，最终完成了输出窗的加工制造。该输出窗具有良好的匹配和微波传输性能。同时对输出窗的温度分布、机械应力和二次电子倍增效应进行了充分的模拟分析，计算结果表明该设计冷却效果良好，陶瓷窗热应力远小于陶瓷材料的极限抗弯强度，且在Multipac和CST的分析模拟中发现，输出窗真空侧氧化铝陶瓷表面镀5nm左右的TiN后，二次电子倍增效应获得有效的抑制。冷测的结果表明输出窗微波设计合理，功率传输性能良好。
　　为了验证输出窗的功率容量和可靠性，设计了两套高功率测试装置。一套采用驻波谐振腔方式，最大测试功率为600kW;一套采用行波谐振环方式，最大功率容量1.5MW。本论文完成驻波谐振腔法高功率测试平台的搭建和输出窗耦合结构的基本测试。
　　此外，本论文初步完成了650MHz高效率多注速调管矩形波导窗的设计，设计结构简单，加工难度较低，单窗可承受400kW连续波功率，温度和热应力的分析结果表明该设计可以用于未来CEPC650MHz高效率多注速调管中。