中国工程物理研究院应用电子学研究所正在开展高平均功率自由电子激光太赫兹源研究,需要研制电子束测量系统为装置的调试和运行提供有力的测试手段,其中电子束长度测量一直是研究难点之一。阻拦式电子束测量方法,如荧光靶、OTR等,不能满足高平均功率电子束长度测量的需要；而CDR、LW、EOS等非阻拦式测量方法系统复杂。因此本论文开展一种简单的基于BPM的无阻拦束团长度测量方法研究。本论文的主要内容包括两个方面：(1)纽扣型束流位置探测器的研制；(2)基于该BPM系统的束团长度测量方法研究。在理论分析的基础上,并结合电子束的实际情况及对测量的要求,研制了一套应用于高平均功率自由电子激光装置的BPM系统。该系统由BPM探头、信号处理电子学电路和BPM应用程序组成。选用纽扣型探头,使用CST设计了纽扣电极的主要结构,并且对加工完成的BPM探头进行了冷测,得到位置分辨率为10μm；束流位置信号处理方式选择对数比方法,数据通过由LabVIEW编写的终端程序进行采集、处理、分析和显示本论文进行了纽扣型BPM用于皮秒级束团长度测量的方法研究。该方法通过对BPM信号的频谱分析实现束团长度无阻拦测量,且具有测量速度快、成本低、对电子束扰动小等优点。本论文从基本理论出发对该方法进行分析,用三维数值模拟程序进行束团长度模拟测量。该测量方法的一个关键是获得系统的传递函数。采用同轴线法模拟测量系统的传递函数,对10ps～100ps的束团,该方法的测量误差小于10%。