导师序言

X 波段高梯度加速技术是常温加速结构的研究热点，在正负电子对撞机、自由电子激光、小型光源和紧凑型医疗装置中有着广泛的应用前景。一方面，高梯度加速技术有助于实现装置的小型化，同时能够降低造价。射频击穿现象是限制加速结构达到高梯度的重要因素，该现象会降低束流品质，损伤加速结构表面，研究并抑制该现象对于实现高梯度具有重要意义。另一方面，X 波段加速结构的尾场效应严重，该效应会降低束流品质甚至导致束流崩溃。Choke-mode 作为一种强尾场阻尼结构，具有表面磁场低、加工简单等优点，近年来被成功应用在C 波段自由电子激光装置中。目前国内外对X 波段Choke-mode 加速结构的研究较少，人们对其在高梯度下的射频击穿现象认识也很少。

在这样的研究背景下，吴晓伟结合了当前的X 波段高梯度技术和射频击穿现象研究的热点与难点——X 波段高梯度Choke-mode 加速结构的设计与实验研究，在清华大学、日本高能加速器研究机构和欧洲核子研究中心的研究平台上，开展了相关的结构优化和高梯度实验研究，成功研制出最大加速梯度为130 MV/m 的Choke-mode 加速结构。吴晓伟通过比较一系列Choke-mode 加速结构的高梯度实验结果，总结出评估Choke-mode加速结构高梯度性能的参量，为将来设计高梯度Choke-mode 多腔加速结构打下了基础。

本研究获得了国家自然科学基金11135004 和11375098 的支持。吴晓伟在研究过程中，得到了国际知名专家、高梯度领域权威Toshiyasu Higo、Walter Wuensch 等人的细致指导，研究成果在领域内获得高度认可。

本书值得从事高梯度技术研究和射频击穿现象研究的科研人员和X波段加速结构设计的工程师深度阅读，不仅可以使读者了解到当前高梯度加速技术研究的热点与难点，亦可引领读者思考该领域的未来趋势及相关研究方法。

陈怀璧         

清华大学工程物理系     

2021年7月