为推动北京大学超导加速器实验装置不断向强流目标迈进，提出100 W红外高重频光阴极驱动激光的设计方案，主放大器采用先进的光子晶体增益光纤，保证输出光束的质量。对激光系统中的关键问题，如各部分功率指标、脉冲展宽和压缩、激光耦合等进行了设计，并且考虑了激光的非线性影响。为实现强流加速器开机运行所必备的诊断模式，也提出了对于高重频激光进行两级选频的独特设计方案。将高速的SOA光开关和低速的声光调制器相结合，产生宏脉冲结构的输出激光，从而实现加速器在诊断模式下的运行。

能量回收技术将使用后的电子束进行能量回收，用于加速后续束团，可大大减少加速器消耗的射频功率和有害辐射。基于能量回收技术的光源除节能环保外，还具有束团短、发射度低的特点，可有效提高光源的峰值亮度和相干性，是一种很有潜力的未来先进光源。介绍能量回收直线加速器技术的基本原理、相关关键物理问题和技术以及能量回收直线加速器发展现状，最后简要介绍几个国际上提出的典型能量回收直线加速器光源方案。

射频超导加速器采用在液氦温度下工作的超导加速腔，可运行在长宏脉冲或连续波模式，同时具有较大的束流孔径，可有效减小束腔相互作用。经过半个多世纪的发展，射频超导技术已经日趋成熟，广泛应用于各种光源，并将发挥越来越重要的作用。简要介绍射频超导基本原理、应用于光源的椭球型电子超导加速腔的研制工艺、超导加速模组构成和应用于不同类型光源的超导加速腔的主要特点。

现代光源的发展不断推动着人们从更深层次上理解物质的基本结构和动力学行为。X射线自由电子激光作为最先进的光源，其超高的峰值功率、超短的脉冲长度和优良的相干性，为人们以原子级时空分辨率探测和操控物质中的超快过程提供了可能。目前全世界已有多个X射线自由电子激光装置建成并投入使用，在原子分子物理、化学、生命科学、材料科学等各学科应用中都显示出了重要价值。同时大量的研究工作也集中于继续提高X射线自由电子激光的性能，包括把脉冲持续时间从fs量级进一步缩短至as量级，这将为超快科学的发展带来新突破。以超快脉冲产生为主线，综述了近年来超快X射线自由电子激光产生方案的研究进展，从产生原理、方案特性、最新成果等方面介绍了各类产生方案，总结对比了各方案的优缺点，最后对超快X射线自由电子激光的未来发展方向进行了展望。

High-gain harmonic generation (HGHG) is effective to produce fully coherent free-electron laser (FEL) pulses for various scientific applications. Due to the limitation of seed lasers, HGHG typically operates at a low repetition rate. In this paper, a harmonic-enhanced HGHG scheme is proposed to relax the peak power requirement for the seed laser, which can therefore operate at megahertz and a higher repetition rate. Moreover, the setup of the scheme is compact and can be adopted in an existing single-stage HGHG facility to extend the shortest achievable wavelength. Simulations show that FEL emission at 13.5 nm (20th harmonic) can be obtained with a 270 nm, 1 MW (peak power) seed laser.

机器学习技术在近十几年发展迅猛，并被广泛地用于解决复杂的科学和工程问题。最近十年间，基于机器学习的粒子加速器相关研究也开始呈现出井喷式发展趋势。国际上许多加速器实验室开始尝试用机器学习和大数据技术处理加速器中的海量复杂数据，以期解决加速器及其子系统中的诸多物理和技术问题。不过，迄今为止，机器学习在加速器中的应用仍处于初步探索阶段，不同机器学习算法在解决具体加速器问题的效果及其适用范围尚待摸索，机器学习在实际加速器中的应用仍非常有限。因此，有必要对加速器领域中的机器学习研究做一个整体回顾和总结。将回顾机器学习在大型粒子加速器（以储存环加速器和直线加速器为主）中的加速器技术、束流物理以及加速器整体性能优化等研究方向中已取得的研究成果，并探讨机器学习在加速器领域的未来发展方向和应用前景。

A high repetition rate, picosecond terahertz (THz) parametric amplifier with a LiNbO₃ (LN) crystal has been demonstrated in this work. At a 10 kHz repetition rate, a peak power of 200 W and an average power of 12 μW have been obtained over a wide range of around 2 THz; at a 100 kHz repetition rate, a maximum peak power of 18 W and an average power of 10.8 μW have been obtained. The parametric gain of the LN crystal was also investigated, and a modified Schwarz–Maier model was introduced to interpret the experimental results.

In order to improve the precision of the laser–radio-frequency (RF) synchronization system from sub-picosecond to femtosecond (fs), a synchronization system between a picosecond laser and a 1.3 GHz RF generator has been developed based on a fiber-loop optical-microwave phase detector (FLOM-PD). Synchronization with fs-level (3.8 fs) rms jitter, integrated from 10 Hz to 1 MHz, is achieved for the first time, to the best of our knowledge, in this kind of configuration. This system will be used for the superconducting RF accelerator at Peking University.