拉曼光谱用于生物检测具有无需荧光标记、不受水干扰、可对活细胞进行实时动态分析等优势。在临床病理分析、手术引导以及生物学研究等方面应用潜力巨大。然而由于拉曼散射光本身信号弱,在单细胞分析过程中为使细胞保活,无法用提高激光功率的方法增加信号,因此杂散光的抑制显得尤为重要;同时由于单细胞指纹谱光谱范围宽、光谱分辨率要求高,需采用转动光栅结构,由此带来光学系统优化和杂散光抑制难度。针对癌细胞鉴别和分型等需求,本文在对国内外相关技术发展综述、分析的基础上,针对宽波段、高分辨率、低杂散光的单细胞拉曼光谱仪光学系统和杂散光抑制方法等展开了研究,具体分以下主要内容:（1）为满足所设计的拉曼光谱仪可对细胞等生物样品进行准确的分析,对光谱仪提出了宽波段、高分辨率、低杂散光的要求。设计选择了装调方便且可避免光栅多次衍射的切尼尔-特纳（Czerny-Turner）M型光路结构,采取分段扫描的方式解决了光谱仪光谱分辨率和波段范围相互制约的矛盾。（2）选择平面光栅作为色散元件,在深入分析光谱仪像差理论和影响光谱仪光谱带宽因素的基础上,给出了一种光谱仪初始结构的设计方法,采用Zemax软件完成了单细胞拉曼光谱仪光学系统设计,实现在光谱范围530nm～1000nm理论光谱分辨率优于0.06nm。（3）针对单细胞拉曼光谱仪光栅转动下系统杂散光产生的机理进行了研究,基于光栅色散原理结合系统光机结构,提出了一种多重结构下消除杂散光的光学陷阱设计方法,利用Trace Pro软件分析了杂散光的抑制能力,杂散光抑制前后不同波长处杂散辐射比降低了12%～47%,拉曼光谱仪整体杂散光水平低于10-6。