Анализ рассеянного на свободно движущихся электронах электромагнитного излучения стал возможным только благодаря появлению и развитию лазеров большой мощности. При небольшой плотности плазмы интенсивность рассеянного излучения пропорциональна плотности. Контур линии рассеянного света определяется эффектом Доплера, причём, т.к. рассеяние происходит на электронах, а не на ионах, ширины спектральных линий составляют сотни ангстрем. В плотной плазме возникает рассеяние на флуктациях плотности зарядов, и линия рассеянного излучения имеет в центре довольно острый пик, близкий по форме ионному доплеровскому [3,4].

Кроме основного максимума, соответствующего частоте падающего излучения, наблюдаются максимумы комбинационного рассеяния на шумах плазмы, позволяющие получить информацию об уровне её турбулентности. По положению комбинационных максимумов, отвечающих ленгмюровским плазменным частотам, определяют плотность плазмы. Сложность этих исследований заключается в том, что при малых плотностях (n<<1012 см-3) трудно выделить сигнал на фоне излучения, рассеянного на деталях установки, а при n ~ 1017 см-3 сильный фон создаёт собственное излучение плазмы [4].

Фотографирование плазмы в различных спектральных диапазонах позволяет грубо оценить пространственное распределение n и Te. Особенно полезны фотографии с помощью камеры-обскуры в мягком рентгеновском излучении. Сверхскоростная фотография позволяет понять динамику развития неустойчивостей и получить информацию о характере взаимодействия плазмы с магнитным полем [4].

Зондирование плазмы СВЧ излучением является одним из удобных методов определения ne (особенно для космической плазмы). Он основан на зависимости диэлектрической проницаемости ε плазмы от её плотности:

ε=1-ω2p/ω2, где ωp – плазменная частота. Каждому значению ωp соответствует определённая критическая электронная плотность

nкрит=meω2p/4πe2,

где me – масса электрона. Если частота падающей электромагнитной волны ω>ωp, сигнал проходит через плазму, при ω<ωp плазма отражает волны. Этот метод широко используется для зондирования ионосферы, а также при исследовании лабораторной плазмы.