光谱诊断可以提供如杂质种类、杂质密度、离子温度、电子温度、等离子体转动速度等参数,被广泛应用于高温等离子体中。对于华中科技大学场反位形（HFRC）装置,其等离子体中的杂质会影响其约束性能;等离子体漂移速度将决定融合等离子体参数;旋转离心力驱动的旋转模（n=2）则限制了FRC等离子体的寿命。为此,我们为HFRC装置设计搭建了光谱诊断系统,由一套全波段光谱仪及一套快速响应多普勒光谱系统组成,用于监测杂质的成分及含量,测量等离子体的转动速度、漂移速度以及离子温度,以支撑HFRC装置实现高品质FRC等离子体。全波段光谱仪是一台7模块光纤光谱仪,本论文根据HFRC装置的窗口分布设计完成了其收光镜头与光路支架,实现了光谱自动采集;基于J-TEXT托卡马克平台完成了光谱系统的调试,采集并分析了200-900 nm范围内的等离子体谱线信息。采用碰撞辐射模型,我们给出了利用谱线相对强度比值测试等离子体电子温度与密度的方法,成功应用于等离子体枪所生成的等离子体参数测量。本论文为HFRC装置研制了一套高光通量、高分辨率的快速响应多普勒光谱（FDS）系统,通过测量氧V(O4+)离子278.1 nm（1s~22s3p-1s~22s3s）处的谱线得出FRC等离子体漂移或旋转速度以及离子温度。该系统采用焦距670 mm、光栅刻画线密度3600 g/mm的大孔径C-T结构单色仪进行分光,由一套柱面透镜组件和光纤扩展组件实现一维色散放大并与一台多阳极光电倍增管（PMT）探测器相匹配,可实现0.03 nm的光谱分辨率并达到1μs的时间响应。通过一组光纤束用于将光信号传输到型号为Mcpherson Model 207的单色仪上实现分光,其线性色散度可达0.3 nm/mm,光谱系统的理论分辨率可达0.015nm/mm。然后通过一个柱透镜组实现将单色仪出口狭缝上所成的像沿色散方向上放大6倍而在垂直方向上无明显放大,此时线性色散度可达0.0495 nm/mm。之后使用光纤扩展组件来进一步放大线性色散度,实现每通道（或组）的色散达到0.01 nm/mm。最终实现与32道0.8 mm宽的PMT阵列相匹配。通过ZEMAX光学设计软件对光学系统进行光线追迹,评估了单色仪系统,柱面透镜组件以及FDS系统的性能及参数,结果显示这套光谱诊断完全满足设计参数需求。最后,通过模拟分析了HFRC等离子体O V 278.1 nm的光子通量以及此通量下的每道PMT探测器输出的信号质量。结果显示在1 us的时间尺度内,探测器输出信号强度达到百毫伏量级,信噪比值约4.5。