原子发射光谱分析技术广泛应用于物理,生物,化学等各个领域,随着技术水平的进步,对原子发射光谱分析仪器灵敏度、测试范围、速度方面的要求进一步提高。但在光栅光谱仪中,高分辨率,宽光谱范围之间存在难以调和的矛盾,目前现有的原子发射光谱仪大多通过设置多块光栅以及多个单点探测器进行不同波长的探测,很难从根本上解决检测速度慢、光谱范围窄等问题,不能满足宽光谱高分辨快速检测的需求。为此开展原子发射光谱仪宽谱段高分辨率快速检测技术研究,可提升原子发射光谱仪的检测谱段范围和光谱分辨率,对化学元素分析和研究有重要意义和应用价值。论文针对原子发射光谱仪宽谱段和高分辨率及快速检测相制约的问题,以提高谱段范围、分辨率和检测速度为目标,开展高分辨率光谱仪光学系统初始结构设计方法、宽谱段扫描、快速检测和远距离传输等关键技术研究,提出宽谱段高分辨快速检测的原子发射光谱仪总体设计方案。着重优化设计光谱仪光学系统。基于原子发射光谱仪相关理论和光学像差理论,研究分析了影响光谱仪光谱分辨率、检测谱段范围和检测速度的因素。从光栅光谱仪基础理论和光学像差理论两个角度分析了影响光谱仪高分辨率的因素,并推导出光谱仪自身器件对光谱仪高分辨率的影响公式,采用像元分辨率匹配的方法,从光电探测器和视场光阑考虑,计算出光谱仪所需入射狭缝大小;采用角位移平台作为转动机构带动光栅旋转实现宽谱段的扫描;比较光电倍增管(PMT)和CCD的性能,选用CCD实现光谱仪的快速检测。在此基础上确定了宽谱段高分辨快速检测的原子发射光谱仪总体设计方案。为解决光谱仪中心波长和边缘波长不能同时达到高分辨率的问题,提出了一种光谱仪色散光学系统初始结构设计方法,利用该方法优化设计出一种原子发射光谱仪光栅色散光学系统,并对其进行了仿真,结果表明在全谱段200 nm-1000 nm范围内全视场子午方向RMS值均小于两个探测器像元尺寸32μm,在不同谱段光谱分辨率优于0.01 nm。基于物像双远心光学原理,设计出一种原子发射光谱仪前置光学系统,将原子发射光谱仪光源信号按放大倍率1:1传输到光谱仪入射狭缝内,实现了原子发射光谱仪光源信号的远距离(1400 mm)传输。