从1666年牛顿通过三棱镜将太阳光分解为七色光开始,光谱仪器的发展已经走过了数百年的时间,在这期间,光谱仪器的技术一步步走向成熟。如今,光谱仪器已经成为了以光为中心,集光机电算于一体的精密分析仪器,在现代科学实验、生物医药、国防、天文等国民经济的诸多领域发挥着越来越重要的作用。随着科学技术的发展,在地矿勘探、生物医学、环境检测等领域对光谱仪器的小型化、轻量化提出了更高的要求。与传统大型光谱仪器相比,小型光谱仪具有体积小、重量轻、使用灵活、价格较低等优点;同时小型光谱仪可以作为光电接口设备与光纤探头联合使用,使测量更加方便。因此小型光谱仪的研究越来越受到重视,成为了目前光谱仪器研制的热点。本文首先回顾了光谱仪器的发展历史并分析了目前光谱仪器的发展现状和发展趋势,从色散性光谱仪器的基本组成和原理入手,介绍了其基本特性工作光谱区、色散率、分辨率、光强度及工作效率。然后分别介绍了色散型光谱仪器的几个组成部分色散系统、成像系统和接收系统及其特性参数。在理论分析的基础上,根据分析和比较,选用对称的切尔尼—特纳光路系统,用光学设计软件ZEMAX对该光路的实际情况进行了模拟,并进行了消彗差的优化设计。采用线阵CCD作为光电转换器件,其输出信号由单片机进行采集转换和传输。在完成设计的基础上进行了实验工作,对低压汞灯的特征谱线进行了测量,并对实验数据进行了分析和标定,得出了较理想的结果。