X射线的发现和应用，为人类探索微观世界提供了强有力的研究工具。同步辐射光源的出现，十几个数量级地提高了X射线光源的亮度，成为了多学科研究的理想平台。我国的先进光源的发展已经取得了十分重要的进步，然而高能同步辐射光源的缺乏，严重制约了我国重大需求和工程材料相关创新研究的发展，高能光源已成为我国先进光源建设的当务之急。　　当前，我国高能同步辐射光源验证装置的研究工作已全面展开，其中插入件系统的主要工作内容是研制一台基于镨铁硼的低温波荡器样机。低温波荡器是一种小周期强磁场插入件，具备产生高亮度、高通量、高稳定性的硬X射线的能力，是高性能插入件的重要发展方向。开展低温波荡器设计和关键技术研究工作对中国高能同步辐射光源的建设具有十分重要的意义。国内外已有数家实验室或光源先后开展了低温波荡器的研究，并且已有整机研制成功和带束测试的经验。　　本文在对国际上插入件和低温波荡器的应用进行了大量调研的基础上，完成了低温波荡器样机的初步设计，开展了镨铁硼磁性及工程应用特性研究、低温相关机械结构优化设计、真空系统和低温系统的设计研究等相关关键技术研究。　　通过对镨铁硼材料在低温下的磁学特性研究，建立了根据磁性测量结果获得适用于磁结构设计程序的线性磁性模型的数据处理方法，并验证了使用二次多项式拟合的方式，利用300 K温度以上的剩磁和内禀矫顽力的测量结果估算镨铁硼材料在低温下磁性的可行性。通过镨铁硼磁块工程应用特性研究，研究了该材料的热学特性、力学特性、磁块均匀性和放气率等相关物性，既验证了国产镨铁硼磁块能够应用于低温波荡器，也为低温波荡器样机的设计工作提供了实验依据。低温相关机械结构优化设计中，以降低磁铁温度和减小相位误差为目标，对磁铁磁极夹持机构、液氮冷却通道和真空内大梁支撑杆等结构进行了优化设计。在镨铁硼放气率实验的基础上，结合对常用金属材料的放气率调研，完成了低温波荡器真空系统的设计研究，为在真空室内建立超高真空环境提供了可靠依据。在低温波荡器低温系统的设计研究方面，设计完成了一套满足低温波荡器运行需求的液氮闭循环冷却系统，完成了标准设备的选型和非标设备的主要参数设计。建立了系统简化模型，根据该模型推导得出了当热负荷变化时液氮循环泵的调节方法。　　通过上述研究内容，开展了磁性材料、低温相关机械结构优化设计、真空系统设计和低温系统设计等关键技术研究，获得了宝贵的镨铁硼材料的实验数据。这些关键技术的研究解决了由常规永磁波荡器向低温波荡器发展过程中需要解决的问题，完成了低温波荡器样机的设计工作，为今后低温波荡器样机的建造和发展打下了坚实的基础。