射频负离子源是大型磁约束核聚变装置中性束注入系统的核心部件,如何生成和引出高密度的负离子是研究的难点和热点。负离子的形成涉及非常复杂的物理化学过程,要优化负离子形成必须获知相应的等离子体参数。发射光谱诊断是一种非侵入式的诊断方法,是大型离子源必备的诊断工具。利用发射光谱进行参数诊断需要碰撞辐射模型或日冕模型来建立发射光谱同等离子体参数之间的关系。本文针对华中科技大学(HUST)射频负离子源等离子体发射光谱诊断建立了氢原子碰撞辐射模型和氢分子日冕模型,并开发了一套集模型计算和光谱诊断功能的软件。本文首先建立了包含激发态氢原子多种激发机制的碰撞辐射模型,根据HUST离子源等离子体的典型参数,分析了离子源不同位置处各个激发机制所占的比重。在激励器,氢原子直接激发、氢分子解离和氢分子离子解离复合是主要的激发机制,其中氢原子直接激发占70%以上;在等离子体栅极附近,氢原子直接激发和氢分子离子解离复合是主要的激发机制,对于H(3),负氢离子中性化过程不可忽略。探究了电子能量分布函数对碰撞辐射模型计算结果的影响,麦克斯韦分布在低电子温度下有更高的激发态粒子密度,Druyvesteyn分布在较高的电子温度下激发态粒子密度较高,且当电子温度较低时分布函数的影响更明显。如果电子温度或电子密度增加的同时伴随着电子能量分布函数从麦克斯韦向Druyvesteyn分布转换,激发态粒子密度可能保持不变甚至有所降低。建立了包含氢分子振转能级的日冕模型,利用该模型探究了氢分子不同基态振/转能级粒子对激发态氢分子振/转能级粒子的贡献。指出在不同电子温度和振动温度下,基态振动能级贡献率的演变可划分为最低振动能级主导区域,振动温度和弗兰克康登因子共同影响区域以及弗兰克康登因子影响区域三个区域。给出了基于上述模型利用发射光谱诊断等离子体参数的方法,并开发了一款集氢原子碰撞辐射模型计算、氢分子日冕模型计算以及发射光谱诊断功能为一体的软件HUSTCRM,最后介绍了HUST离子源发射光谱诊断系统。本文工作有助于深入理解负氢离子源的工作机制,同时也为下一步负氢离子源等离子体的发射光谱诊断打下了坚实的基础。