拉曼光谱能够反映试样中某些特定分子的特征,因此拉曼光谱具有进行定性分析及对相似物进行区分并通过浓度进行定量分析的功能。拉曼光谱测试一般不触及试样,也不必对试样做任何修饰,能穿过由玻璃或塑料制成的透明容器壁收集拉曼信息。在工业生产中,不必预先作试样准备处理是选用拉曼光谱技术的主要原因之一。由于拉曼光谱仪器维持费用低,且具有其他技术所不具备的特有分析能力以及拉曼光谱术和红外光谱术互补特性,因此拉曼光谱技术以其独特的优点成为分析测试领域的研究热点。本文在深入了解拉曼光谱仪国内外现状和拉曼光谱发展历程的基础上,设计了微型拉曼光谱仪的结构,并对拉曼数据进行了预处理与建模。本文分别从经典理论和量子理论解释了拉曼散射效应,阐述了拉曼光谱仪的基本原理及拉曼光谱仪的基本分类结构。根据微型拉曼光谱仪原理及设计目标,选取了符合使用要求的激光光源,对于外光路,根据光全息理论设计出全息窄带带阻滤光片,并给出滤光片的透过率曲线图,设计出样品室以及外光路的装配图;分光计采用非对称切尔尼—特纳系统分光系统,确定了分光系统的参数;根据光谱仪的要求选择了合适的探测器;对比了小波阈值滤波拉曼光谱预处理方法,鉴于传统小波阈值滤波不能很好解决光谱荧光背景和杂散光干扰问题,并针对传统小波阈值函数中由于硬阈值函数不连续,去噪后的信号存在吉布斯振荡现象,以及软阈值函数去噪后信号存在偏差的缺陷,改进了小波阈值函数。实验表明:新的小波阈值函数能够较好地减弱荧光背景干扰和滤除高频噪声,提高信噪比、均方差及PLS-SVM建模法的预测模型精度;在进行定量分析时,利用基于偏最小二乘法-支持向量机(PLS-SVM)建模法的方法。分别利用PLS和PLS-SVM建模法对甲醇进行建模。结果表明PLS-SVM建模法的预测效果明显优于常规的PLS回归建模方法。