中国是世界上使用宝玉石最早、最广泛的国家之一。传统鉴别宝玉石多为需要前期制样的大型仪器,拉曼光谱作为一种“指纹光谱”,其无损快速的优势受到宝石研究者的青睐。本文利用实验室自行研制的便携式拉曼光谱仪研究了其在宝玉石鉴别中的应用,根据应用需求优化了仪器技术,对寿山石和翡翠进行了拉曼光谱测量和光谱分析,结合化学计量学方法对产地不同的同类宝玉石进行了初步的区分。针对拉曼光谱在对表面凹凸不平的宝玉石样品测量过程中精确对焦的实际需要,我们对便携式拉曼光谱仪测量技术做了优化,搭建的自动对焦系统采用自动爬坡算法确保了测量精度并减少了测试时间,并用实验验证了其可行性与结果,为拉曼信号采集测量过程中的对焦难题提供了方案。此外,采用光学设计软件对拉曼探头内杂散光分布进行了分析和模拟,提出了抑制方法,并实验验证了杂散光抑制效果。探讨了采用自行研制的便携式拉曼光谱仪结合化学计量学方法对宝玉石产地进行区分的可行性。我们通过自行研制的拉曼光谱仪采集寿山石和老挝石样品的拉曼光谱,经基线校正、平滑、面积归一化等一系列预处理方法降低外部环境的影响;利用PCA-LDA建立模型,预测集正确率达到87.5%,表明拉曼光谱结合化学计量学方法可应用于寿山石和老挝石的初步区分。初步探讨了采用该方法对产地不同的同类软玉进行区分的可行性。本文工作得到了国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ180132)与国家自然科学基金(61178083)资助。