光谱分析技术是应用光学原理,对物质的结构和成分等进行测量和分析的一门技术,广泛应用于科学技术的各个领域。近年来由于环境监测、生物医学、科技农业、军事分析以及工业流程监控等领域的现代化发展,要求分析仪器微小型化。而光学系统是微小型光谱仪的关键组成部分,光谱仪器光学结构直接影响其光谱成像质量、光能利用率,对光谱仪的性能起着决定性的作用。因此对微小型光谱仪光学系统设计研究具有重要的实际意义。本文主要做了以下几个方面的工作:(1)在深入调研国内外微型光谱检测技术的研究现状及发展趋势的基础上,总结微小型光谱仪发展的特点和研究意义。(2)基于光谱仪的基本结构和主要特性及平面衍射光栅的原理,分析比较了几种常用的平面衍射光栅系统的优缺点。(3)在分析比较典型的光谱仪的基础上,提出了改进型Czerny-Turner装置型式小型光谱仪的总体结构,用光学设计软件ZEMAX软件对本光谱仪准直、成像物镜进行了设计,分析了像差对光谱仪的影响。(4)分析了光谱仪器分辨率和各种结构参数的关系,并讨论了分辨率受各种参数的影响。