石墨烯是一种新型的超薄超强碳纳米材料，其二维结构是由多个正六边形组合而成，如蜂巢一样，其厚度只有一个碳原子大小，约为0.335nm，是石墨、富勒烯和碳纳米管等其他碳基材料的构成单元。石墨烯的力学、电学、光学等特性都十分优秀，它是目前强度最大的材料，又是一种有极高迁移率的零带隙半导体材料，单层石墨烯对可见光的吸收率为2.3％，能在室温下发生量子霍尔效应等等。由于石墨烯的这些优异性能，使得石墨稀在光谱分析仪器、半导体材料、激光器件等领域有着光辉的应用前景。　　本文对现有的几种主流石墨烯制备方法进行比较，决定采用常压化学气相沉积法在铜衬底上进行石墨烯制备研究，通过建立完整的实验装置和优化实验过程中的一些重要工艺参数，成功制备出了优质的单层石墨烯薄膜，并进行了转移和表征。然后研究了石墨烯在光谱分析方面的应用，设计出新型两级串联的石墨烯和光波导集成结构，实现了光谱分光和光电检测的功能。　　本文主要工作如下:　　(1)介绍了石墨烯的性质、结构和应用，通过各种制备石墨烯方法优劣比较，决定使用用常压化学气相沉积法(APCVD)来研究制备石墨烯。　　(2)设计了常压CVD法的实验系统，详细介绍了相关的实验装置、工具和材料和工艺流程。然后介绍了多种石墨烯的转移和表征方法，结合理论和实际，决定使用PMMA法对制备出的石墨烯样品进行转移，采用拉曼光谱和光学显微镜来对转移后的石墨烯样品进行表征。　　(3)通过大量实验数据分析比较，常压CVD法制备石墨烯中的四个重要参数:生长衬底、生长温度、气体流量、生长时间作了优化选择，获得这些工艺参数的优化数据，然后采用经过优化的四大工艺参数制备出优质的单层石墨烯薄膜。　　(4)研究了石墨烯在光谱分析仪器方面的应用前景，根据石墨烯的光谱吸收特性，设计出了两级串联的石墨烯和光波导集成结构，实现了光谱分光和光电检测的功能。如果能解决光生载流子直接测量和信号增强问题，就能研发出有实用价值的新型石墨烯光谱分析器件，促进光谱分析方面的发展。