在汤姆逊散射X光源、超快电子衍射（UED）、短波长自由电子激光（FEL）、等离子尾波场加速、高功率太赫兹（THz）辐射源等加速器前沿研究中,电子束团纵向分布尤其是超短束团长度的测量对装置的成功运行起重要作用。现阶段超短束团长度通常在亚ps到fs量级,基于不同的测量原理,已经发展了多种束团纵向分布诊断方法,但测量fs量级束团长度的方法仍需要进一步发展。论文正是在这样的背景下,从理论和实验上,较为系统地研究了利用参数可调波荡器,诊断电子束团纵向分布的方法。针对单束团长度的测量,论文根据束团通过磁极间隙可调波荡器辐射能量随波荡器参数的变化曲线,拟合束团长度。理论上以8周期磁极间隙可调永磁波荡器为例,分析了高斯分布束团长度测量范围与束团能量的关系,并讨论了影响拟合误差的因素。该方法可测量的最短束团长度和测量范围随着束团能量增大而变小,对于典型的能量为30 MeV的高斯分布束团,可测量的最短束团长度低至均方根（rms）长度10 fs,拟合误差小于1 fs。在清华大学汤姆逊散射X射线（TTX）束线,开展波荡器辐射测量束团长度的实验研究。通过调节磁压缩器R56参数,根据波荡器辐射方法测量束团长度在亚ps到几十fs范围,与GPT模拟以及基于相干渡越辐射（CTR）自相干曲线的时域拟合方法结果一致,实验上验证了该方法的可行性。针对束团串纵向分布的测量,根据束团串波荡器辐射能量随波荡器磁极间隙变化的振荡曲线,诊断束团串形状因子谐波频率。在实验上,基于非线性纵向空间电荷振荡产生的高峰值流强束团串,通过波荡器辐射能量振荡曲线,确定了束团串形状因子基频、二次谐波及三次谐波频率,与GPT模拟计算一致。与常用的CTR频谱测量方法相比,该方法对束团精细结构具有更高的分辨能力。在论文工作中,发展了高功率波荡器相干THz辐射源,辐射频率在0.4 THz10.0 THz范围内连续可调,相对带宽约10%。在实验上验证了辐射能量正比于束团电荷量的平方,脉冲峰值功率达10 MW。该THz辐射源具有频率调节范围宽,脉冲功率大的特点,在THz泵浦探测及对物质操控等前沿研究领域有着潜在的应用。