自由电子激光器（Free Electron Laser）最大的优点在于其频率连续可调性，其基本工作原理非常简单，FEL输出的频率（波长）由电子束的能量直接决定，所以自由电子激光器可以产生很高频率的电磁波，甚至可以产生软X射线，这是其它慢波结构的微波管所不能达到的。虽说自由电子激光器在全世界范围内的研究经历了低潮期，但是随着其相关学科的发展突破，自由电子激光器在全世界内又掀起了研究的热潮。因而本文针对FEL展开了研究。自由电子激光的相关分析涉及学科众多，理论推导和公式相当繁琐，本文尽量用简洁的方法来介绍FEL工作原理，避免陷入繁琐的公式推导。国内对FEL相关的研究主要集中在理论分析和一维仿真模拟中。本文通过三维程序Genesis1.3对稳态和时变下的FEL进行了模拟仿真，重点关注的是自由电子激光电子束品质对FEL性能的影响。应用三维仿真软件Genesis1.3对VUV波段内的自由电子激光进行了模拟仿真。我们在稳态的情况下，即不考虑时间轴t的影响和电子束滑移现象的存在，输入的电子束能量为99.8MeV,能散度为99.8keV,峰值电流为250A；摇摆器波长为2.05mm，为平面波荡器；辐射场的波长为0.844m。我们对FEL电子束中能散度、峰值电流、横向尺寸、发射度等参数对FEL性能的影响进行了仿真分析，对于高增益的自由电子激光器，其最佳增益依赖于电子束能量和波荡器长度的具体选择。对time-dependence情况下，我们考虑了时间轴t的影响和电子束滑移现象的存在，这时对可见光波段内的自由电子激光器进行了模拟仿真，对比了不同外部输入电子束文件形式对FEL性能的影响。同时对同种自由电子激光器在稳态和时变情况下作了对比分析，在时变下由于滑移现象的存在，辐射场达到饱和功率的位置被推迟。