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本论文以精度高、速度快、体积小为设计目标,开发一款经济实用工作范围可覆盖900-2500nm的微型近红外光纤光谱仪。本文的主要工作归结如下：1)比较分析近红外光谱仪的常用光学系统结构和各自工作原理,研究光谱仪器的设计理论。出于对仪器要求扫描速度快,测量精度、分辨率、信噪比高,可靠性好,价格适中和适用于小型集成化在线分析等诸多因素的考虑,本课题最终采用固定光路检测器型光学系统作为课题所研发的微型近红外光纤光谱仪的系统结构框架。具体设计中通过对平面光栅两种分光系统水平式Ebert-Fastie和Czerny-Turner系统的性能研究,出于微型化设计需求,综合考虑到系统成像质量、光学分辨率、杂散光控制等技术指标要求,同时要兼顾系统结构紧凑,成本低,加工技术容易实现等因素,最终设计出由平面衍射光栅、制冷温控G9208型InGaAs探测器、SMA905接口光纤等多种新型器件构成的基于交叉非对称C-T光学平台的微型近红外光纤光谱仪的光学系统。完成了光栅、光纤、入射狭缝、准直物镜、成像物镜和InGaAs探测器等光路系统核心组件的参数设计。同时结合光路系统核心组件参数,对主机部分机械结构进行了设计,并制造出机械结构实物。2)为提高系统的灵活性,方便修改和升级,采用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C8T144C8作为核心控制元件,以此完成了近红外光谱仪数据采集硬件系统设计,主要内容包括：温控G9208型InGaAs驱动设计,基于C8051F020单片机的InGaAs半导体热电制冷温控系统设计,LTC1608CG型16位A/D转换设计、信号采集与存储设计、USB通讯设计、FPGA配置电路设计等方面。在具体设计中采用SOPC技术,在FPGA内部嵌入一个32位NiosII软核CPU作为核心处理器,不用外加微处理器。软硬件均编程实现,只需通过编程就可改变内部硬件电路和控制程序。同时将所有电路都集成在一个芯片中,抗干扰能力强,集成度高,有效地降低硬件的设计难度,减小电路板面积。在此基础上焊接出了硬件系统实物图。3)研究微型近红外光谱仪软件系统设计原理方法,包括底层软件设计流程,上位机应用程序软件开发,光谱数据处理和波长标定方法介绍以及用于光谱采集、处理和显示的计算机软件设计结构框图和实现流程。最后通过所研制样机的光学分辨率、积分时间和外形尺寸等预期性能指标与荷兰Avantes公司生产的AvaSpec-NIR256-2.5型近红外光谱仪性能指标做了比较。结果表明,本论文所研制的微型近红外光纤光谱仪,在光学分辨率、测量速度和体积微型化等方面都达到了先进水平。为仪器的商品化进行了有益探索。