差分光学吸收光谱( DOAS: Differential Optical Absorption Spectroscopy)分析仪是检测大气中痕量气体的重要仪器,其关键部件——紫外光谱仪对DOAS分析仪的检出限和精度有决定性影响。本文针对DOAS分析仪的要求,研制了小型紫外平场切尼?特纳光谱仪样机。根据最低检出限要求,定义了差分信噪比这一新概念,并由此推导得到使检测误差最小的最优分辨率(0.5~0.7nm)。为保证在宽光谱范围内均满足该分辨率,研究了折叠型和基本型两种切尼?特纳色散光路的彗差和像散特性。发现在色散方向上经中心波长消初级彗差优化后的基本型切尼?特纳光路在宽光谱范围内的任意波长处均具有与中心波长近似一致的高分辨率。对结构参数进行优化以减小像散,提高能量利用率。应用研究结论并结合已有设计方法,归纳了完整的小型切尼?特纳色散光路的设计流程,并据此设计了在紫外光谱(200~400nm)范围内谱面平直、分辨率一致性好、能量利用率高的基本型切尼?特纳光路。根据色散光路及其调节要求,完成了光谱仪的机械设计,包括光纤耦合、光栅调节、反射镜调节等关键机构。根据最低检出限要求,基于差分噪声的分析,完成了光谱探测器的选型,并设计制作了制冷降噪电路,完成了时序驱动模块的设计。进行了切尼?特纳光谱仪像差和分辨率的实验研究,得到了折叠型和基本型两种结构的彗差、分辨率随波长变化的关系,与理论分析相符。完成了小型平场紫外光谱仪整机连调和实验,对汞灯光谱的测量实验结果表明样机已达到最优分辨率的设计要求。