针对EAST托卡马克等离子体中波红外与可见光集成诊断系统进行了设计。系统采用独特的光路形式，使成像指标满足的同时，尽量避免光学元件受到辐射和污染；通过采用分色方式，实现中波红外与可见光两路同口径、同视场成像，提高了观测效率。最终设计完成了通光口径3 mm，视场58°×47°的广角红外与可见等离子成像系统。装调后对各项指标测试结果表明，系统性能达到设计要求。通过对EAST托卡马克装置的放电过程成像实验表明，系统红外与可见两路实现了广角、清晰等离子成像。

针对EAST 托卡马克等离子体可见光成像系统进行了设计。考虑等离子体成像性能要求和使用环境的特殊性，采用独特的光路形式，在满足光学指标前提下，减小了光学元件受到的辐射和污染。最终设计完成了通光口径2.5 mm，焦距6 mm，视场60°×50°，波段380 ~780 nm 的广角高速可见光等离子成像系统，并对杂光进行分析，采取了有效的抑制措施。装调后对各项指标测试结果表明，系统性能达到设计要求。通过对EAST 托卡马克装置的放电过程成像实验表明，系统实现了高速、广角、清晰的等离子成像。

为了发展一种实时、快速、非接触,能对金属氧化物纳米薄膜中元素成分进行分析的检测方法,搭建了一套基于LIBS技术的薄膜检测分析系统.该系统可同时实现样品平面的精确定位,样品烧蚀坑形貌实时观测,等离子体成像和光谱采集等功能.样品为在单晶硅基底上利用溶胶-凝胶法制备的约40 nm厚的氧化锆功能薄膜,实验中将其放置在一个位移精度为0.01 mm的三维平移台上.系统测试结果表明,在两束聚焦的连续激光辅助下,样品平面的定位精度达到了20 μm,LIBS单脉冲检测光谱信号的面积分强度的重复性的相对标准偏差(RSD)达到了1.6%.在室温和大气环境下,对等离子体空间分布、信号强度随激发能量、时间参数和LTSD(激光聚焦点到样品表面的距离)参数而变化的情况从光谱角度进行了实验研究,并优化了实验参数和探测参数.利用实验得到的光谱数据,用玻尔兹曼方计算了等离子体的电子温度,利用硅的原子线计算了电子密度,对定量检测所必须的局部热力学平衡(LTE)条件进行了评价.