Terahertz(THz)辐射是指频率在100GHz-10THz范围内,波长介于3mm-30μm之间的电磁辐射。THz辐射位于微波和红外辐射之间,携有丰富的物理化学信息,并具有瞬态性、透视性、宽带性、低能性等特点,是一个非常重要的前沿交叉研究领域。随着THz科学技术的发展以及相关应用研究的深入,对于高功率THz辐射源的需求正日益增强。本文以北京大学超导加速器实验平台为基础,围绕可调谐高功率相干THz辐射源的设计展开研究,旨在为拟建的北京大学THz装置提供初步的物理设计基础。　　 本文首先针对以相对论电子为工作物质产生高功率相干THz辐射的物理机制进行了研究,对影响辐射性能的基本因素进行了探讨,并由此提出了北京大学THz装置的整体设计方案,对装置中工作电子束的品质要求进行了分析。　　 本文研究了速度聚束机制在北京大学THz装置注入器中的应用,通过分析注入器工作参数及电子束入射相位对于电子束品质的影响,论证了注入器的灵活可调性,提出了不同出射束流品质要求下注入器工作参数的选择标准。并以装置初始运行时束团电荷量为20pC的情况为基本考虑,设定了注入器最佳的工作模式。　　 本文对于北京大学THz装置的束流输运线进行优化设计,分别针对装置小型化与装置实用性的需求,提出了两种束线设计方案。方案一的设计中装置布局紧凑,元件少、体积小。方案二的设计从实际拟建项目进行考虑,引入四极透镜组成的匹配段,使束线安排不但能满足装置应用及实验室布局的要求,并使其具有充分的灵活性,可适应装置更新时对束线兼容性的需求。　　 本文对北京大学THz装置的波荡器结构及物理参数进行了设计,并在整体设计的基础上对于装置辐射性能进行了初步评估,探讨了束流品质对于辐射性能的影响。分析结果表明此设计装置可得到波长在400-1200μm内连续可调,峰值功率-KW量级,平均功率-W量级的相干THz辐射,输出辐射且兼具单色性好及线偏振的特点。