利用谱线的多普勒展宽诊断等离子体温度和旋转速度由He-Ne激光器产生6578┾A波长的激光谱线，经过等离子体后将产生多普勒展宽，由获得的谱线宽度即可推知等离子体的温度Ti，而由获得的谱线中心位置的红移和蓝移即可获得等离子体的旋转速度。另外一种方法是利用朗缪尔探针将两个或多个探针沿角向置于不同的位置，由于等离子体柱的旋转，探针获得的电流将产生扰动，不同位置的探针获得的电流位相将有所不同，由其位相差可以推知等离子体的旋转速率，该方法还可用来获得等离子体柱的角速度的方向。
等离子体近似为一个严格的转子，其转动角速度小于离子的磁场回旋频率，典型的角速度为～105rad/s，方向沿E×B.另外，实验还利用朗缪尔探针来诊断等离子体的势场分布和离子密度分布将多个探针沿径向置于不同位置，由测得的电流可以获得势场Υ沿径向的分布，由测得的饱和电流可以推知等离子体中离子沿径向的密度分布。实验得到的势场分布沿径向呈抛物线分布，轴心位置*小，密度则呈高斯分布，与理论的预测吻合。在实验中，人们还研究了所有这些参数与外加磁场、放电电流以及靶的几荷结构等因素之间的关系。
离子丰度的测量手段主要有以下几种方法。X射线光电子谱化学分析（ESCA）方法和二次质谱分析方法，这两种方法都是在采样区获得样品后，将该样品做二次分析，得到的是时间积分的丰度值。另外一种方法是扇形质量分析仪或者质谱仪。该方法是将一个质谱仪直接耦合到收集区进行在线测量，能实现一定的时间分辨。首先利用飞行管道、扇形分析器或其他根据电场或磁场分离原理制作成的质谱仪和能量分析仪，将入射的离子按荷质比或能荷比分离，被分离开的离子再通过电子倍增管或者MCP接收放大形成较大的电流，继而转换成电压脉冲，由甄别器获得计数，由此将获得离子谱及其分布。实验研究了多种元素在多种不同条件下同位素分离的丰度，结果表明，该方法能够获得较高的同位素分离。
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