便携式拉曼光谱仪具有携带方便、分析速度快、灵活性高等优点，在食品安全监测、药品鉴伪、水质检测、珠宝鉴定以及防爆安检等方面具有广阔的应用及前景。　　本文基于便携式拉曼光谱仪的设计需求，采用交叉式的Czerny-Turner结构，通过研究光谱仪的狭缝、光栅以及结构参数等对光谱仪灵敏度、分辨率的影响，确定合适的设计方案。针对光路中存在的彗差与象散，提出了基于费马原理的消慧差光路来提高光谱仪的分辨率；通过引入柱面透镜的方式校正象散，运用TracePro与CodeV进行了模拟验证，提高了光谱仪的灵敏度。通过对光谱仪的杂散光进行模拟分析与实验验证，采用阶梯型光阑和非齐高遮挡叶片两种结构来有效的抑制杂散光。为抑制CCD的工作温度变化对暗噪声的影响，设计了一种小型的CCD制冷温控系统。制冷结构无需抽真空，系统达到稳定温度的时间短，能使CCD的工作温度稳定在10℃±0.1℃。　　本文创新的提出了一种基于光波导梳状滤波器的快速光谱仪波长定标方法，有效的解决了常规定标方法中存在的定标数据少、定标谱线分布不均匀以及耗时长等问题，此外该方法具有波长可调谐性，可根据实际设计中的光谱范围要求选择合适的谱线。并研究了该方法中双面金属包覆波导滤波器的结构参数对谱线数量、谱线带宽以及可识别性的影响。　　最后，本文设计与搭建了便携式拉曼光谱仪样机，并对样机性能进行了初步测试,波数范围200~2700cm-1,光谱分辨率6~8cm-1,信噪比300:1，并用该样机测试了多种不同的样品，还研究了样品形态对光谱测量的影响。