单谐振腔束团长度监测器利用谐振腔内的两个本征模式测量ps量级的电子束团长度，它的关键是如何将两个不同频率的模式互不干扰地耦合提取出来。为解决这个问题，基于低通和带通滤波器的理论，提出了同轴滤波耦合结构和膜片加载波导滤波结构，借助CST微波工作室对滤波器进行建模并仿真得到其S参数。为测试耦合器的应用效果，设计了一套带有该耦合结构的单谐振腔束团长度监测器探头，根据国家同步辐射实验室基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置FELiChEM的束流特点，在CST内对所设计的探头进行束流模拟仿真。仿真结果表明，该耦合器可以实现对特定模式的耦合，并有效降低其它模式的干扰，采用同轴滤波耦合结构和膜片加载波导滤波结构的谐振腔监测器可以实现对FELiChEM装置束团长度的高精度测量，测量误差小于2 %。

为了研究储存环束流多束团纵向运动特性，在合肥光源（HLS-II）上研制了一套逐束团相位测量系统。该系统利用示波器直接采集BPM和信号，采用过零点检测法、时间差分（Temporal Difference, TD）法相结合的方法从BPM和信号中提取出逐束团相位。介绍了逐束团相位测量系统的系统构架、相位提取方法以及在HLS-II上的一些实验结果。通过对该系统记录的5 ms时间长度的逐束团多圈相位数据的离线分析，得到多束团纵向运动的同步振荡的频率、纵向工作点、束团振荡的模式信息以及振荡模式增长率等特征信息，诊断出HLS-II在top-off恒流运行期间存在2个较强的纵向耦合束团不稳定模式，并提取出了2个振荡模式的增长率。该系统的逐束团相位测量结果及相关纵向不稳定性分析可为机器研究、纵向反馈系统调试评估及高频RF系统的性能评估等提供参考。

介绍了一种条带束流位置监测器（BPM）的设计与仿真方法。在国家同步辐射实验室“太赫兹近场高通量材料物性测试系统”工程项目中，针对波荡器出口处真空室非正交对称性的问题，设计了矩形真空室和跑道形真空室下的两种非正交对称性条带BPM，并与传统的圆形真空室下条带BPM进行对比。基于边界元法，利用MATLAB软件分别对三种真空室下的条带BPM进行建模和仿真。仿真结果表明：相对于传统的圆形真空室下条带BPM，矩形和跑道形真空室下条带BPM灵敏度提高了30%，阻抗匹配误差相对降低了20%，束流位置拟合误差降低了80%。考虑加工精度，矩形真空室下的条带BPM更适用于该工程。