在聚变等离子体实验研究中,电子密度是需要关注的重要参数之一,测量等离子体电子密度主要基于电磁波在等离子体中的传播特性和技术。激光干涉作为一种常规的等离子体密度测量手段,在聚变研究装置上得到了广泛应用。华中科技大学场反位形研究装置（Huazhong University of Science and Technology Field Reversed Configuration,HFRC）等离子密度很高,形成区弦积分电子密度预期达到1021 m-2量级。在高密度条件下,常用的远红外干涉仪（HCN干涉仪等）面临的条纹跳变和折射效应问题会比较突出,而更短波长的干涉仪又容易受到装置运行过程中的机械振动影响,导致测量误差增大。另外,针对HFRC装置等离子体快速变化的研究也对干涉仪的时间分辨率和相位分辨率提出了更高的要求。基于HFRC装置的实际需求,本文探究了实现基于声光调制器和Ag Ga Se2倍频晶体的色散干涉仪的可能性,并研制了国内首套基于CO2激光和He Ne激光的双色干涉仪测量系统。该系统使用了短波长的10.6μm CO2激光以减小测量过程中的条纹翻转误差,同时利用633 nm He Ne激光实现机械振动补偿。系统用声光调制器产生40 MHz的外差调制频率,将时间分辨率提高到25 ns,能够实现高密度、高分辨率的等离子体密度测量。论文主要工作为HFRC装置双色干涉仪系统的搭建。从HFRC装置高密度以及快速变化的等离子体对于诊断系统的特殊要求出发,筛选出两种预选方案:色散干涉仪和双色干涉仪。色散干涉仪利用非线性晶体的倍频效应实现振动补偿,而双色干涉仪利用两种不同波长的激光实现振动补偿。根据实际测试结果确定双色干涉仪为HFRC装置的干涉诊断方案。在双色干涉仪系统的建立中,主要介绍了双色干涉仪的原理、系统设计、系统测试以及在放电过程中的实验研究。HFRC上的等离子体持续时间很短,初期预期等离子体持续时间为50μs,且等离子体变化很快。采用40 MHz声光调制器可以使得系统时间分辨率提高到25 ns,能够完全满足HFRC装置上等离子体测量要求。实验结果表明,该系统能够实现HFRC装置等离子体线积分密度的精确测量,测量误差小于1×1018 m-2,相位误差在1.71°以内。本文的主要创新点主要有两点。第一、搭建了HFRC装置上等离子体电子密度双色干涉测量系统,首次呈现了HFRC装置形成区电子密度(实测线积分密度高达1020 m-2)。该系统选用波长为10.6μm的CO2激光作为光源,能够克服传统长波长远红外干涉仪条纹翻转误差大的缺点,且CO2激光功率大,容易发展多道测量系统。采用声光调制器实现25 ns的时间分辨率,保证系统中频稳定、时间分辨率高,便于研究HFRC瞬变等离子体特性。第二、相比国外的C-2、MAST-U等实验装置采用声光调制器的射频驱动信号作为参考信号,使用激光干涉参考道使得机械振动对双色干涉仪系统的影响进一步降低。