电子原子碰撞过程中的自旋相关效应，包括自旋—轨道相互作用、电子—电子交换相互作用和精细结构效应等，在常规的电子碰撞实验中无法观测，只有引入极化电子束才能明显的检验出来。以极化电子束为入射探针的积分Stokes参量研究，已发展成为研究碰撞激发过程中自旋相关效应最直接有效的手段。极化电子碰撞谱仪作为自旋相关效应研究的实验基础，其研制难度极大，目前国际上仅少数几个研究组研制成功，但其重要价值和诱人前景却越来越引起人们的广泛关注和期待。 本论文主要介绍高性能极化电子碰撞谱仪的研制，以及在该谱仪上开展的He原子积分Stokes参量实验研究。谱仪的研制是一项极具挑战性和创新性的艰巨工作。经过多年的艰苦探索和不懈努力，攻克了众多关键技术难关，研制成功了具有良好差分效果的超高真空系统(源腔4x10-8Pa、反应高腔1×10-5Pa)、取代Helmholtz线圈的磁屏蔽系统（源腔和差分腔＜10mG、反应腔＜5mG）、具有高精度控温和测温系统的GaAs极化电子源、低能电子束长距离传输的电子光学系统和Stokes参量测量仪，最终成功研制了国内首台极化电子碰撞谱仪。其性能达到阴极发射束流约8μA、寿命大于260小时、传输效率约24％（传输距离1027mm、末端孔径1mm）、电子束极化度30.8％，且极化方向可通过液晶相位可变延迟器进行光学调制，以消除测量中的仪器偏振，谱仪综合性能达到了国际同类谱仪的先进水平。 在谱仪研制成功的基础上，开展了用极化电子束激发He原子3~3P态后辐射荧光的积分Stokes参量实验研究，揭示了在碰撞激发过程中电子一电子交换相互作用起着关键作用，而自旋—轨道相互作用可以忽略，从实验上验证了He3~3P态为纯LS耦合态，并通过氦原子极化度测量仪获得了入射电子束的极化度。电子碰撞谱仪的研制成功及初步物理实验成果的获得填补了国内自旋相关效应实验研究领域的空白，同时具备了该领域的国际竞争能力。