光谱仪器作为重要的分析工具,能够有效的识别物质的特征光谱,通过分析光谱信息实现对物质的检测与分析,同时,具有快速、简便、可靠、无污染和无损伤检测的优点,被广泛应用于各个领域。近年来,光谱仪越来越受到市场欢迎,并呈现出不断发展的趋势,因此,不断致力于光谱仪的完善与发展是十分必要的。本课题在介绍相关理论基础下,针对宽波段Czerny-Turner结构像散校正能力有限的问题,分析了影响像散校正的因素,包括光谱宽度、角度差值(准直镜离轴角与聚焦镜离轴角的差值)和柱镜摆放位置。重点讨论了角度差值对像散校正情况的影响,并研究了其变化规律,通过理论仿真和设计优化等方法验证了其正确性,给出相应合理的结构参数,是设计消像散型Czerny-Turner结构的一种必要分析过程。结合宽波段光谱仪校正像散能力有限的问题,本文提出了一种复合方法校正Czerny-Turner结构像散,即在一阶消像散方法校正宽波段像散的能力达到极限时,加入柱镜,利用柱镜的相反像散变化趋势,进一步校正光学系统的剩余像散,并且推导出复合方法的边缘波段像散补偿公式。理论模拟了一阶消像散条件下的剩余像散、柱镜补偿像散和复合方法校正像散随波长的变化情况,指导后续的光学系统设计。应用复合方法,本课题完成了近红外900~1700nm的消像散Czerny-Turner结构设计,Zemax的仿真结果表明,全波段全视场RMS值均小于14μm,调制传递函数(MTF)达到0.7以上,全波段的光谱分辨率为1.5nm。保证了在高光谱分辨率的情况下,实现了近红外800nm宽波段像散的同时校正。对于Czerny-Turner结构复合方法像散的研究,能够有效解决宽波段像散不能同时校正的问题,该设计方法同样适用其他波段的设计,对宽波段消像散型光学系统的设计具有指导意义。