本论文工作主要围绕EAST超导托卡马克边界被动光谱诊断系统(EdgeRotation Diagnostics:ERD)与电荷复合交换光谱诊断系统(Charge eXchangeRecombination Spectroscopy:CXRS)的研制展开。完成了ERD的研制并成功应用于EAST物理实验中，获得了初步的实验结果。完成了CXRS的物理方案和光学设计，并开始相关部件的加工，为下一步在EAST上搭建奠定了基础。本论文主要工作内容概况如下:　　研制了一套EAST边界被动光谱诊断系统，主要用于边界旋转速度和杂质离子温度测量，可同时进行环向与极向测量。测量波段处于400-700nm可见光波段，整体结构简单。前置收光系统采用了plug-in结构，方便系统调节与维护。分光光谱仪的入射狭缝采用了多狭缝设计，相比传统的单狭缝谱仪，可容纳更多的光纤，有效提高了谱仪利用率。探测器选用了新型电子倍增EMCCD，量子效率高，噪声低，并对电子倍增CCD的噪声特性进行了研究，确定了最佳的工作模式。从测量需求出发，模拟计算了信噪比与光谱仪几个关键参数的关系，为光谱仪和探测器参数的选择提供了指导。完成了详细的系统标定工作，包括空间位置标定、光谱标定及绝对强度标定，为弦积分谱反演提供了必要的信息。重点讨论并计算了影响波长测量精度的多个因素，提出了适用于EAST装置的实时波长标定方案。　　编写了基于矩阵反演算法的弦积分谱处理程序，用以从空间多道测量的积分谱线中获得发射率、速度、温度的径向分布，详细分析了测量及数据处理过程中存在的各种误差。　　在2012年的EAST物理实验中，ERD系统成功投入运行，系统工作稳定可靠，获得了大量的实验数据，数据有效性达到90％以上。主要测量研究了LiII(548.4nm)发射谱线。经反演后的空间分辨率为1cm，时间分辨率为15-20ms。并与二维弯晶谱仪诊断的实验数据进行了对比，验证了其在EAST上的可行性和可靠性。这些都为EAST电荷复合交换光谱诊断系统研制积累了相当宝贵的经验。　　利用边界被动光谱诊断系统进行了初步的实验研究与分析。初步实验发现:等离子体放电位型对环向旋转的影响很大，无论是在磁场正场还是反场的条件下，环向流的方向始终与等离子体电流的方向一致，且当B×(▽)B指向X点时的环向旋转速度最大，SOL流与约束等离子体的动量交换可能是导致不同位型下环向旋转改变的一个因素;在低杂波L模双零位型下，低杂波引起边界和芯部环向旋转都向同电流方向改变，其边界环向旋转改变的时间尺度小于15ms的量级，而芯部环向旋转改变的时间尺度在1s的量级，PS流可能是边界环向旋转迅速改变的源，同时边界旋转可能是芯部旋转的源;离子回旋下的边界旋转变化趋势较为复杂，有时在同电流方向增加，有时在反电流方向增加，具体物理原因尚待分析。弦积分的极向旋转对放电位型，等离子体密度及等离子体电流基本没有依赖性，为绝对波长标定提供了参考。　　本论文工作另外一部分着眼于EAST CXRS诊断系统的研制。依托NBI加热中性束，发展一套CXRS系统，用于测量等离子体外半空间的离子温度和旋转速度剖面，结合直流束发射光谱(DC-BES)提供杂质密度。建成后可达到的指标为时间分辨5-10ms，空间分辨2-4cm，离子温度高于100eV，旋转速度大于2km/s。可用于EAST-CXRS诊断的离子包括D+，He2+，Li3+，C6+，Ne10+，Ar16+，Ar18+，集中于可见光波段。考虑到目前最佳适用的离子难以确定，系统设计优化整个波段且保证可以灵活进行波长选择。收光系统设计采用了像方远心光路，来保证光纤收光均匀性以及最大化的耦合效率。此外，为了实现大视场测量和小的像差，极向系统第一镜设计成轮胎曲面，收光镜头选用了自由曲面。光谱仪系统采用多狭缝透镜式成像光谱仪，保证高通光量及共点成像。EAST-CXRS的系统设计充分考虑了EAST装置的特性，在满足一般物理诊断需求的基础上，最大程度上提高了系统的收光能力，以获得最优的时空分辨率。　　最后给出了HT-7 CXRS诊断得到的部分实验结果。系统分析了欧姆放电条件下芯部离子温度与基本放电参数的关系，得到芯部离子温度符合新经典的Artsimovich定标;低杂波与离子回旋注入阶段，波优先加热电子，离子温度升高主要是与电子碰撞导致的。