本文对应用高次谐波腔后的束流寿命进行了理论推导与计算。经过大量的数值计算,设计了一个能有效拉长束团,且有效阻尼高次模的高次谐波腔。高次谐波腔能够有效地拉长束团,降低托歇克散射,从而达到延长束流寿命的目的。高次谐波腔的应用相对于其它延长束流寿命的方式具有较多的优点,可以提供朗道阻尼,抑制束团耦合不稳定性;对能散度和光源的横向发射度影响较小。国际上正对高次谐波腔展开深入的研究。本文首先介绍了高次谐波腔在国际上的研究与应用情况。其次,文章从粒子的纵向动力学方程出发,逐步推导了理想状况下被动式高次谐波腔的工作原理,导出了加入谐波腔之后的寿命改善因子和束团长度,对HLS-Ⅱ应用被动式三次谐波腔来延长束流寿命进行了理论计算,求得加入谐波腔之后束流寿命改善因子达到2.9,束团长度为45.6mm。本文对加入谐波腔之后的束流负载效应进行了初步的理论研究,根据J. Byrd的粒子跟踪模型进行了理论推导。计算表明,不同的填充模式在高频腔中激励起的感应电压不同,在均匀填充模式下,束流在谐波腔中激励起的感应电压最终达到一个稳态值。填充间隙越小,束流负载效应对被动式谐波腔的影响就越小。文章最后依据HLS-Ⅱ的参数要求,设计出了带有高次模阻尼的三次谐波腔。阻尼器分别由SiC管道和同轴耦合器两部分组成。本文理论研究了频率,分路阻抗和品质因数随高频腔各尺寸的变化关系,为高次谐波腔的设计提供了依据。本文的研究为进一步研究考虑各种效应下高次谐波腔的应用和RF腔的设计打下了基础