1.中平面快速扫描探针
等离子体边界具有丰富的物理现象，包括边界物理参数、剪切层流、径向湍流等各种湍流结构，以及SOL流等，这些现象往往与等离子体输运紧密联系，同时波与等离子体相互作用、偏滤器物理等其他物理研究也需要探针提供基本物理参数的分布。装备不同类型朗缪尔探头的往复式探针能够扫描测量出边界等离子体参数的分布，也能定点获得等离子体边界密度、温度、悬浮电位以及相应的涨落量等物理量，是分析湍流行为的基本手段之一，两套可同步运行的探针系统除可以同时测量更多的物理量外，还能进行边界大尺度结构的研究。两套快动探针系统是EAST边界物理特别是刮削层研究的重要手段。
EAST中平面探针系统主要有J,K窗口的两套快速往复探针系统组成（图1）。它们环向相差17°,可以提供边界上游数据。它们最大的运动速度为两米每秒，可以在300ms之内做一次往复运动，从而获得边界等离子体参数的分布信息。两套探针系统稳定可靠，机动灵活。探针系统的最大安全行程为500mm。位移误差小于百分之一。探针在一次放电中可以完成多次动作，具体次数视放电长度而议。
EAST快动探针系统采用快慢两级驱动模式，慢动驱动部分使用步进电机通过丝杠来驱动探针沿着导轨前后运动，行程范围在1.5m左右，使得探针到达SOL区外侧的等待区域；快动驱动部分则由一个伺服电机和一个电缸组成，伺服电机的旋转运动通过电缸的循环齿轮带转成直线运动；同时在快动驱动的电缸旁平行安装了一个75cm长的线性位移传感器，用于将位置信号转化成电压信号送到探针采集系统。慢驱和快驱都有自锁功能，能够保护探针系统不因为内外压
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力差等造成探针自行移动。图1 显示了EAST上两套快速往复探针系统的照片。
图1. EAST上两套快动探针系统。
2.偏滤器探针诊断系统
偏滤器探针是典型的等离子体诊断静电探针，由于其具有比较高的时间分辨高、使用方便、可测量的物理量丰富等优点，一直被作为常规的等离子体诊断工具。偏滤器探针采用三探针阵列，可以测量偏滤器区域的电子密度、电子温度、压强、靶板表面入射粒子通量以及热通量的时空分布。
针对EAST装置的升级改造和实现高性能长脉冲等离子体放电的实验目标，偏滤器探针在2014年夏季EAST实验中也相应进行了升级。为了能够在高参数
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放电条件下正常工作，将所有的石墨探针头设计成收集面积为2.5mm2的弧面；由于采用了基于cassette技术W/Cu Monoblock结构的全钨偏滤器作为上偏滤器，故对探针系统也进行了全新的设计。
下偏滤器探针分布在真空室内的下内和下外偏滤器靶板上，总共35组三探针（其中偏滤器外靶板上20组、内靶板上15组三探针），共涉及D、E、F、G四个窗口的下偏滤器靶板。
上偏滤器探针采用了陶瓷绝缘支撑结构，并固定在上偏滤器的靶板上。不仅为等离子体位形控制和物理研究提供偏滤器靶板区域基本物理参数；并用于环向不对称性研究和RMP线圈作用效果的测量。上偏滤器探针主要分布在D-E窗口和N-O窗口，分为两个相同的阵列：(1)主阵列分布在D-E窗口，其中内靶板14组、外靶板13组三探针，涉及6个cassette。(2)辅阵列分布在N-O窗口，复制D-E阵列。其中内靶板14组、外靶板13组三探针，涉及6个cassette。
偏滤器探针诊断系统的基本参数如下：
空间分辨率：上内偏滤器探针和上外偏滤器探针为12-18mm；下内偏滤器探针为15mm；下外偏滤器探针为10mm
时间分辨率： 20μs 供电: DC 200V, 3A/10A
图2所示为EAST上偏滤器探针系统极向分布图。
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图2. EAST上偏滤器探针系统极向分布图。
3.充气成像系统
充气成像系统通过高速摄像机测量充入气体在等离子体边界的辐射可见光强度，可得到边界湍流的扰动，进一步分析可得湍流运动速度及径向电场。充入等离子体边界的中性气体一般是氘气或氦气，相应的主要特征谱线分别为Dα线（656.2nm）和HeI线（587.6nm）。在碰撞辐射近似下，并忽略复合，谱线强度依赖于局域密度ne和温度Te，在碰撞辐射近似下，并忽略复合，谱线强度依赖于局域密度ne和温度Te，S(photons/m3)?n0f(ne,Te)A，其中n0是局域的中性粒子密度, A是谱线的辐射衰减率，f(ne,Te)表示辐射强度对局域电子温度和密度的依赖。衰减率A比湍流扰动的自相关时间尺度小很多，使得辐射强度只于局域的等离子体参数相关。
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如图3所示，2012年实验利用GPI诊断揭示了垂直于磁力线平面上的静电准相干模（ECM）两维精细空间结构。发现ECM出现在最后闭合磁面内部2厘米范围内，极向波长10厘米左右，对应极向模数m > 50，具有典型的气球模结构特征。
图3. 使用新研制的具有上下对称观测区域的充气成像系统（GPI）观测到ECM的两维空间结构。
4.热氦束束发射光谱诊断
热氦束束发射光谱（He-BES）诊断系统能同事测量磁分离面附近区域的电子温度、密度分布及涨落，具有较高的时空分辨能力，是研究聚变等离子体边界行为的行之有效的诊断手段。结合边界旋转的测量，可全面的研究H模条件下的相关物理行为，如边界局域模、准相关模、H模前兆震荡等，在国际各大装置如JET、TEXTOR上都有良好的应用。
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国际热核聚变试验堆ITER计划专项-托卡马克物理试验室--托卡马克
