图. MPS-LD直线等离子体实验装置
MPS-LD (Multiple Plasma Simulation Linear Device)大型直线等离子体实验装置，于2022年完成建造，各系统满负荷运行，总功率之和超过600 kW。MPS-LD装置由多个系统组成，包括磁体线圈及电源系统、真空系统、等离子体源、冷却系统、控制系统以及丰富的诊断设备。MPS-LD装置定位于多方位研究磁约束核聚变的关键科学问题，包括：
1、等离子体-材料相互作用问题的研究，如物理过程、粒子再循环、等离子体脱靶物理等；
2、等离子体源（如螺旋波）的相关技术和物理，并开展离子回旋共振加热和电子加热的理论和技术；
3、开展相关数值模拟，理论和实验相互验证，进一步推辐照损伤、燃料滞留；
4、边界等离子体物理问题研究，如原子分子动物理的理解，开发准确的模拟程序。
此外，MPS-LD拥有可变的强磁场线圈、高功率螺旋波等离子体源、高功率离子回旋加热系统，提供了研究/测试VASIMR中高功率螺旋波源和离子回旋加热的良好平台。
图. MPS-LD装置S1 & S2线圈及磁体线圈电源系统
MPS-LD装置等离子体源可更换。目前使用自主研制的最大功率6 kW的Helical天线的螺旋波源进行放电，已获得稳态螺旋波放电，最高密度达到1019 m-3量级。
图. MPS-LD装置螺旋波源不同功率放电演化
图. MPS-LD装置冷却系统
自研多套射频等离子体源，如双频CCP、大面积CCP、脉冲调制射频ICP及高功率低气压负氢离子源等，并自主开发了多套等离子体诊断工具，如全悬浮双探针、Hairpin探针、光探针、吸收光谱、B-dot探针等；同时拥有多种商用等离子体诊断设备，如Hiden质谱-能谱分析仪、Impedans的Langmuir探针、VI-probe、AE的Z-Scan、Andor的ICCD、普林斯顿的光谱仪等等。
高时间分辨等离子体光谱诊断系统由光栅光谱仪和条纹相机组成，可实现200 nm到900 nm光谱范围高灵敏度光谱时间分辨测量。其条纹相机中是一种同时具备高时间分辨（皮秒）与高空间分辨（微米）的瞬态光学过程测量仪器，主要用于超快光学现象的精密诊断和高时间分辨的图像记录设备。
该系统具有两路激光输出，泵浦激光源1064 nm激光能量应≥800 mJ，频率≥10 Hz；染料激光输出200-900 nm连续可调的激光，光斑直径<6 mm，光束发散角<5 μrad，偏振度≥98%；该装置是目前研究大气压等离子体能量弛豫过程最先进的诊断技术之一，可以实现对等离子体中电子能量、振动能量和转动能量的分布诊断及驰豫研究，为解决放电过程中等离子体的调控提供了指导。
超高速相机系统采用4组ICCD模组，CCD采用百万像素分辨率，实现12 bit像素深度输出，最短快门时间3 ns，以1 ns的帧间隔记录4组高速序列图像，拍摄速度高达10亿帧/秒。它可以由外部光或电信号输入触发。通过分别调整四个相机通道的拍摄延时，可以在纳秒尺度内进行连续拍摄。这种超高速相机系统非常适合于极快事件的成像，如超高速撞击、短时间物理、弹道或燃烧成像。
等离子体中活性物质密度检测是研究放电机理的关键，而传统的辐射光谱法难以实现其绝对密度的检测，LIF技术可以在对等离子体影响很小的情况下，实现对基态粒子绝对浓度的精确检测。此激光诱导荧光诊断系统具有非常高的时空分辨率，适用于诊断小尺度、纳秒脉冲激励的等离子体中活性粒子的时空演变。
放电等离子体中处于高能级的激发态粒子自发跃迁至低能级时产生的发射光谱。光栅光谱仪和ICCD相机能够捕获并分辨出位于各个波段的光谱。通过对发射光谱的分析和计算可以得到等离子体的气体温度、电子激发温度、电子密度、约化电场等重要信息。另外，能够结合激光检测荧光波段。发射光谱法作为一种非介入式的诊断方法，可实现多种类型放电等离子体的重要参数诊断。
高速分辨相机配合纳秒脉冲电源，可实现纳秒量级发射光谱光谱捕获，获得活性粒子、等离子体参数以及放电模式在纳秒量级的演变情况。
利用检测仪器实现对放电处理污染物所产生物质种类、含量以及实现对放电处理后材料疏水性的检测。
使用不同类型驱动电源用以产生各具形态的放电形式，以此来达到不同处理效果。
利用信号检测仪器实现对放电时电压电流波形检测以及实现放电与诊断系统的同步。
通过设计不同结构的放电反应装置，可以实现在不同条件下的特定放电。
学科发展了激光诱导击穿光谱(LIBS)关键壁诊断技术用于等离子体与壁材料相互作用研究；建立了EAST第一壁原位LIBS诊断系统，开展燃料滞留、再循环、杂质沉积等研究；国际上首次将LIBS技术用于大型托卡马克聚变装置，领跑国内外的聚PWI原位诊断研究。
图. EAST装置上成功建立了一套原位LIBS壁诊断系统及实验室搭建LIBS综合实验平台
研发了基于飞秒激光诱导气体成丝，产生高重频宽带相干太赫兹源，用于太赫兹波与等离子体相互作用研究工作，在国内第一次将其用于低温等离子体诊断，获得等离子体在大频率范围内对THz波的响应信息。
图.太赫兹光谱诊断ICP放电等离子体
自主研制了基于多光栅滤波的激光汤姆孙散射低温等离子体诊断平台，对低温等离子体中Te与ne的开展诊断测量。
图.激光汤姆逊散射实验平台
散斑干涉术是形貌测量技术，具有全场、无损、非接触测量等优点。正在开发一种基于单波长、双波长散斑干涉技术的测量系统（如图），用于对EAST第一壁形貌进行实时、在线监测。
图. 激光散斑干涉实验平台
实验室利用激光诱导荧光技术(Laser Induced Fluorescence, LIF)技术细致研究了大气压沿面放电等离子体中OH自由基的时间/空间分辨的演化规律。
图.LIF诊断沿面放电中的活性物种基态OH自由基分布
实验室成功研制了国内首套激光解吸附空间分辨-热脱附质谱（LDSR-TDS）实验装置，针对有氘、氦滞留的样品开展空间分辨定量研究和热脱附机理研究。
图. 激光解吸附空间分辨-热脱附质谱（LDSR-TDS）
具备世界一流的实验条件，发展了多个先进激光光谱诊断平台，用于等离子体关键参数诊断，其中多项技术处于国内领先地位
