光谱仪作为物理和化学分析的重要工具得到了广泛的应用。传统的光谱仪体积大,成本高。得益于技术的不断进步,上世纪90年代开始出现了便携式光谱仪,此类仪器体积小,成本低,使用方便,但受成本等硬件条件限制,其分辨率与传统仪器存在较大的差距。而信号复原方法是一种可以在不增加仪器硬件成本的前提下,能够在一定程度上提升光谱仪分辨率的信号处理方法。由于光谱复原算法需要仪器响应函数作为先验信息才能完成,所以在使用复原算法进行光谱信号复原之前,需要设法获取到光谱仪的仪器响应函数。首先研制了一台便携式光谱仪样机作为光谱信号复原方法的实验平台,采用基于全息凹面光栅作为便携式仪器的核心分光器件的,采用solidworks软件完成对仪器机械封装外壳的设计,并利用基于光敏SLA树脂的3D打印技术为仪器打印了外壳。测试结果表明,仪器测量的波长范围大约为300nm到800nm的近紫外到可见光波段,仪器在300nm到690nm波段光谱分辨率大约为1.1nm,690nm到800nm波段分辨率大约为1.8nm,仪器分辨率与波长有关。为了建立光谱仪随波长变化的仪器响应模型,利用低压汞氩气体放电灯产生的脉冲光谱信号作为激励实测了仪器响应曲线,并对传统纯高斯模型光谱仪仪器响应函数模型中存在的不足,提出了一种高斯和指数函数相卷积的模型来对实测的不同波段的仪器响应曲线分别进行拟合,通过与传统纯高斯理论模型的拟合结果对比发现本文提出的模型的拟合精度更高。利用多项式拟合出了卷积模型参数与波长的对应关系,从而得到了随波长变化的仪器响应函数。提出了改进的信号复原算法,该算法与随波长变化的仪器响应函数相结合,形成一个完整的光谱信号复原方法。最后为了验证本文方法的有效性,对低压汞氩气体放电灯光谱进行了信号复原实验,并着重对比分析了发生混叠的部分光谱,结果表明本文提出的改进光谱信号复原方法相比较传统方法在光谱复原效果上有较为明显的提升。