در این پایان نامه طراحی و ساخت دستگاه پلاسمای کانونی نوع مدر، طراحی و ساخت خازنهای با خود القائیدگی پایین و طراحی و ساخت ابزارهای تشخیصی مناسب برای دستگاه پلاسمای کانونی شامل فنجان فارادی، پروب مغناطیسی محوری، پروب مغناطیسی شعاعی و دوربین روزنه باریک مورد بحث و تحلیل قرار گرفته است. باتوجه به ابزارهای تشخیصی ساخته شده در این تحقیق بررسی فرآیندهای فیزیکی متفاوت شامل مطالعه دینامیک لایه پلاسما در دو فاز شکست و محوری، گسیل اشعه ایکس ساخت پالسی توسط دستگاه پلاسمای کانونی و گسیل باریکه یونی در هنگام کانونی شدن پلاسما توسط دستگاه پلاسمای کانونی انجام یافته است. کلیه نکات، نتایج آزمایشهاو بحث و بررسی در مورد این نتایج به تفصیل بیان گردیده است.

در این پایان نامه برای اولین بار لیزرهای الکترون آزادحلقوی محاسبه شده است . مزیت این نوع از لیزرها بر لیزرهای الکترون آزاد خطی این است که حجم ویگلر آنها بسیار کوچکتر از حجم ویگلر لیزرهای الکترون آزاد خطی است . حفره داخل این نوع از ویگلرها تشکیل یک موجبر هم محور می دهد.