本项目属仪器仪表（光学测试仪器）学科。高性能光谱仪器是“国之重器”，核心技术一直被美国、法国、日本等国家视作保持其科学仪器领先的关键，加之光栅、探测器等关键元器件由于缺乏系统的设计理论和制备技术，精度、效率、光谱响应等指标满足不了需求，因而国产光谱仪器长期存在“空心化问题”，“命门”掌握在别人手中。《国家中长期科学和技术发展规划纲要-（2006-2020年）》提出重点发展通用部件设计制造技术和高精度检测仪器，本项目在“国家重大科学仪器设备开发重点专项”等重大项目支持下，自主研制了高精度光栅、CCD检测器、脉冲氙灯关键元器件和全谱原子光谱分析仪、塞曼光谱仪、原位水质分析仪等高性能光谱仪器，创新成果有：1、关键高精度光栅元器件：解决了高精度、高效率光栅的设计与制备技术难点，提出凹面光栅衍射效率有限元积分计算和拟合子午弧矢聚焦曲线消像差设计理论，实现衍射场能量分布、刻槽闪耀角和闪耀波长的协同设计；发明了变角度凹面闪耀光栅刻划及分段离子束蚀刻技术，有效解决凹面光栅闪耀面角度不一致难题，将衍射效率从30%升至70%以上；首次提出运用阴影自掩模效应超精密调控中阶梯光栅闪耀角（精度达0.02°）的创新方法，并通过精控分离层硅油量、镀铝层厚度及固化工艺，实现中阶梯光栅的高精度复制。2、关键高精度CCD检测器及脉冲氙灯：解决了宽波段CCD紫外响应不足的技术难点，通过复合紫外接收面上底部反射腔、中间荧光材料层和顶部反射腔，削弱自吸收，提高荧光发射，将工作波段拓宽至190nm，实现紫外增强；创新性提出CCD抗晕和积分时间控制结构，将线性光动态响应范围提高近103倍；提出低温冷凝制备高真空脉冲氙灯技术，研制出高瞬时功率与信噪比、高稳定性（2.81%）、寿命高达3500h的脉冲氙灯。3、高性能光谱仪器：自主研制了高性能全谱原子光谱仪用中阶梯光栅分光系统，提出光谱干扰分离和矩阵式多特征建模技术，实现宽波段全元素原子光谱的精确定量，分辨率高（<10pm），检出限低（ppb级）；首次研制出交直流双检测器塞曼光谱仪，通过精确调校原子吸收过程中的光线偏振提高检测精度；自主研制应用脉冲氙灯的原位水质分析仪，解决传统仪器功耗高、体积大、不稳定等问题，发明高精度顺序注射技术进行微量进样，实现多参数并行检测。项目通过中国仪器仪表学会的科技成果鉴定，专家一致认为：“项目实现我国高性能光谱仪器核心元器件的自主可控，成果整体达到国际先进水平，其中中阶梯光栅闪耀角精确调控技术和交直流塞曼光谱仪处于国际领先水平”。项目从高精度关键元器件到整机及应用整链条的自主创新成果，带动国内分析仪器良性发展，为国防军工、生物医药、食品安全等重要行业使用自主知识产权的高性能光谱仪器提供保障，近三年直接经济效益98198.12万元，社会及经济效益重大。项目获专利授权49项，其中发明专利33项，获软件著作权4项，发表论文35篇。