光谱仪器是一种分析物质化学组成及含量的重要分析仪器，在现代科学试验、生物研究、医学及医药研究、工农业生产、国防、天文观测等领域得到极其广泛的应用。随着现代科学技术的飞速发展，许多研究、应用领域如航天遥感遥测、地质矿藏勘探、环境检测等对光谱仪器提出了小型化、微型化、集成化、使用方便灵活、性能价格比高等更高要求。因此，微小型光谱仪的研究已成为世界各国的热点，是光谱仪器发展的重要趋势之一。 本文主要进行了以下几个方面的工作： (1)本文在查阅了大量国内外文献、资料的基础上，对国内外用光栅作为分光元件的微小型光谱仪的研究现状进行了总结，归纳了微小型光谱仪的研究意义，分析了进行微小型光谱仪研究的必要性。 (2)研究了光谱仪的基本结构和主要特性及平面衍射光栅的原理，分析比较了几种常用的平面衍射光栅系统的优缺点，最后简单介绍了光谱仪的接收系统。 (3)对应用于本系统的探测器(线阵CCD)进行了深入的研究：CCD的基本工作原理、光谱分析特性、在光谱分析中的应用以及选择等问题。 (4)通过比较国外主要微小型光谱仪的技术指标，确定了本光谱仪的初期设计指标。建立了基于交叉式Czerny-Turner结构小型光纤光栅光谱仪的模型，确定了光学系统的主要参数。重点分析了像差对微小型光谱仪的影响，使用光学设计软件OSLO对光学系统进行了像差分析，采用了在光栅两侧加对称的渐晕光阑来减小像差，由光学设计软件OSLO分析显示结果良好。