光学系统是光谱仪的核心部件，决定了整个仪器的基本性能与体积。因此分析了几种光学系统的利弊，最终确定采用交叉非对称切尔尼-特纳系统，并用Zemax软件对光路进行了优化设计，确定整体分辨率为1.8 nm，测量范围为200~900 nm。利用Matlab软件求解最小二乘法三阶多项式的拟合系数，采用HG-1汞-氩校准光源对波长进行三阶曲线拟合校正，使其相对波长误差控制在0.05 nm 以内。与USB4000光纤光谱仪进行了数据对比分析，表明该设计思路及方法切实可行。

电荷交换复合光谱诊断（CXRS）是在核聚变装置上测量离子温度和旋转速度分布的常规诊断方式之一。通过测量等离子体中完全电离的碳离子（C6+）与高能中性氘之间发生电荷交换辐射出的碳谱线（C VI， 529.059 nm，n=8→7）的多普勒频移来计算C6+的速度，而准确测量的前提是波长的精确标定。介绍了东方超环托卡马克装置（EAST）上CXRS系统的离线波长标定和实时波长标定方法，详细分析了二者的优缺点，针对EAST等离子体及CXRS诊断现状提出了一套应用激光（波长为532.1 nm）作为波长实时标定光源的方案，同时对该方法的有效性进行了仿真分析及实验验证。结果表明使用该方案和利用常用标准灯得到的标定结果一致。