为了实现对微弱信号的光谱分析,采用Offner光学结构制作了高光通量高分辨率阿达玛光谱仪,并对光谱仪入射狭缝的类型选择进行分析。利用MEMS加工技术制作出阿达玛微硅片狭缝阵列,分析了入射狭缝的衍射现象,推导出衍射后的光强分布公式。采用Matlab软件对光强分布进行仿真,搭建了实验测量平台验证仿真结果。结果显示,在相同的条件下,阿达玛S15型狭缝阵列的光通量是阿达玛循环S15型狭缝阵列的1.45倍,推导得出的衍射光强分布公式正确,仿真方法准确,测试方法合理,表明阿达玛S型微硅片狭缝阵列适合本文设计的光谱仪。

研制出了一种采用微硅片对准技术和微硅片狭缝的新型微型分光光度计。采用MEMS工艺制造出了体积小、精度高的微硅片对准机构和微硅片狭缝，并且对其性能进行了分析和论证。同时对影响分光光度计线性度精度的样品池的光学特性进行了分析，推导出了透射光强与样品池的折射率、被探测介质的折射率关系式，并进一步分析因折射率引起光强的变化对吸光度的影响。实验结果表明，该微型分光光度计可以分辨出介质折射率相差0．01介质，同时参比介质的不同仅仅对A-C曲线产生平移，而对相关系数和斜率无任何影响，通过对实验数据的计算得到以空气和蒸馏水两种折射率的介质为参比时的系统相关系数都大于0．999，说明所研制的基于MEMS技术的微型分光光度计具有高度显著线性相关性。

研制了一种采用微硅片狭缝代替传统机械狭缝的微小型光纤光谱仪.采用MEMS(微机电系统)工艺制造出了体积小、厚度薄的一体式微硅片狭缝,并分析了微硅片狭缝的狭缝不平直度对微小型光纤光谱仪分辨率的影响,通过测试系统分辨率的实验,验证了采用微硅片狭缝的可行性.同时,对微小型光纤光谱仪的光谱带宽和像元分辨力进行了讨论,为波长的标定提供了一种理论依据.通过对采集的汞灯谱线的分析和MATLAB的精确计算,验证了所提出的通用波长-像元迭代公式的正确性,从而研制出了一种采用微硅片狭缝的半峰全宽为0.85 nm,波长标定精度小于0.2 nm,体积为50 mm×46 mm×14 mm的微小型光纤光谱仪.