等离子体电子密度和电流密度是核聚变等离子体的主要参数。在托卡马克运行模式研究中发现,等离子体电流参与了等离子体的磁流体平衡的过程。当采用离轴电流驱动实现电流中空分布的情况下,可以建立等离子体内部输运垒进而可以显著改善等离子体芯部区域约束情况。研究认为这是由于电流密度剖面的改变进而导致磁剪切的改变,并影响等离子体的输运,使其由反常输运降低到了新经典输运的水平,从而促使了内部输运垒的建立。由于等离子体电流密度分布与磁流体的稳定性密切相关,因此在托卡马克或者未来聚变反应堆中,电流分布的测量与反馈控制至关重要。经过多年的发展,偏振干涉仪被认为测量电子密度和电流分布最可靠的手段之一。为了配合EAST全超导托卡马克放电实验,开展不同放电位形、不同壁条件、不同加热功率、长脉冲运行条件下电流密度的观测和行为的研究,我们需要对电流密度诊断进行改进优化。本文的主要工作发展11道偏振干涉仪系统,实现系统的空间分辨率及电流分布的高精度测量。主要工作为:完成系统的光学和机械设计;分析了各种系统误差并对其进行误差标定、提高系统测量精度,完善了系统的标定方法和标定精度;开展了驻波误差的理论分析,并在实验中对其进行了消除。利用偏振干涉仪准确的进行了电流分布、电子密度分布、电子密度扰动等物理参数的准确测量和分析。本文首先对干涉仪和偏振仪的测量原理进行阐述,介绍了偏振干涉的几种测量方法并进行对比,并着重对POINT系统所采用的三波法技术进行阐述。通过对高斯光束传播原理和远红外光学元件的分析,对11道偏振干涉仪进行了详细优化的光学设计,其中包括:光路设计、光路系统模拟、光学元件尺寸设计等;随后对偏振干涉仪的光学平台、光学塔架的机械稳定性设计进行描述,介绍系统的机械振动测试,最终确定由光学平台和光学塔架造成的振动误差小于系统的测量精度;为了提高偏振干涉仪法拉第旋转角的测量精度,同时保证偏振干涉仪测量数据真实性、可靠性,我们对偏振干涉仪的误差进行了详细分析及计算,并给出相应的处理方法;结合法拉第旋转角的测量数据,详细分析了杂散光效应对偏振测量的影响,并设计了一种光学隔离器以减少杂散光的干扰,极大的提高了法拉第旋转角的测量精度;通过对系统共线调节、偏振态调节,杂散光消除等关键技术问题的解决,EAST偏振干涉仪系统可以准确地给出电子密度分布和电流密度分布。最终系统的测量精度为:时间分辨率为1微秒;电子密度测量精度为1×1017m-3;法拉第旋转角测量精度为0.1°。最后文中给出了 EAST偏振干涉仪的实验测量结果,给出了高时间分辨率、高精度的电子密度和法拉第旋转角测量数据,并利用实时数字比相系统(DPD),实时输出测量结果给等离子体控制系统(PCS),利用电子密度数据为等离子体放电提供密度反馈控制,也为电流分布和垂直位移反馈控制奠定基础。