目前,我国存在监管检测技术不完善与设备落后的问题。拉曼光谱技术能根据光谱曲线来分析和鉴别各类物质,具有精度高、无损伤、非侵入和快速的特点,应用广泛。与传统的大型拉曼光谱仪相比,便携式拉曼光谱仪能很好的满足手持和实时性检测的需求,因而成为了当前拉曼光谱仪领域的研究热点。本文首先分析了拉曼光谱理论、便携式拉曼光谱仪系统、CCD探测器和Zynq平台等相关原理及技术,设计了基于Zynq处理器和全息光栅的交叉非对称便携式拉曼光谱仪,本文的主要工作与成果归纳如下:(1)基于全息光栅的分光光学系统设计:设计了基于全息光栅的交叉非对称式C-T分光光学系统,利用ZEMAX仿真软件验证光学系统的可行性,最后根据仿真结果通过Solidworks软件制作光谱仪的机械结构模型。(2)光谱采集系统硬件电路及驱动软件设计:通过对硬件系统的需求分析,自主设计了基于滨松S11155-2048-02长积分时间型线阵CCD相机,包含Zynq核心处理模块和CCD控制模块的电路及相关驱动软件。(3)拉曼光谱仪系统的搭建、调试与分析:首先完成线阵CCD硬件电路的调试,对CCD输出的视频信号进行调试与分析。其次搭建光谱仪分光光学系统,完成各个光学元件的准确安装,通过多项式曲线拟合的方法对光谱仪进行波长定标。最后搭建整个拉曼光谱仪系统,对无水乙醇样品进行定性和定量的分析,在长积分时间弱信号情况下能有效地获取样品的拉曼峰,充分验证本设计的有效性。