光谱仪是一种兼顾光谱学与成像技术的光学仪器,传统的光谱仪器由于体积庞大,价格昂贵,不能在线检测等因素,其应用范围受到极大制约,随着多方向技术的发展与市场应用需求,微型化已经成为光谱仪的发展趋势。本文主要针对基于平面光栅的Czerny-Turner光学结构光谱仪进行了详细分析与阐述。高分辨率微型光谱仪的设计目的是对“平板显示屏自动光学检测仪器开发和应用”项目中的白光色散共焦测量系统出射光进行光谱测量。根据白光色散共焦测量系统的测量要求,设计的微型光谱仪光谱范围为300-800nm(包含可见光谱波段范围),光谱分辨率达到1nm。论文介绍了光谱仪的核心器件光栅。分析了微型光谱仪中所常用的平面反射衍射光栅的色散原理以及光栅特性,并使用TracePro软件进行了光栅的详细分析实验。分析了狭缝大小、光栅等对光谱仪分辨率的影响。在光学设计方面,结合几何光路原理和像差校正的研究,提出了光谱仪元件参数选取的反馈优化流程,并给出了系统的设计流程,对光学系统进行了公差分析。最终设计出了高分辨率微型系统,并完成了 ZEMAX仿真。在微型光谱仪样机的研制中,综合考虑电路设计、电机械结构设计和软件设计完成了样机的研制。并简单介绍了波长定标的基本概念,提出通过波长定标的方法验证仪器的部分性能。基本达到了光谱仪的设计要求。