空间外差拉曼光谱技术（SHRS）是21世纪兴起的超光谱探测技术,具有无损检测、高通量、无运动部件、大视场、高分辨率、快速等优势,正成为国内外研究热点。该技术在国防安全、行星、地质、恶劣环境等方面具有极其重要的科研价值。SHRS结合了拉曼光谱（RS）与空间外差光谱技术（SHS）的优点,可以实现微弱拉曼信号的检测,以弥补RS技术分辨率较低的缺陷。本文利用SHRS技术,以具有药用研究价值、典型的三叶草为研究对象,结合理论计算的三叶草RS特征波段,指导SHRS实验平台的搭建,进而开展相关研究,内容包括:1.理论计算部分。首先利用高斯软件对三叶草的主要色素:叶绿素a、叶绿素b、?-胡萝卜素和?-胡萝卜素进行分子建模,采用密度泛函理论进行构型优化、RS理论计算。然后对理论光谱进行谱峰信息分析:拉曼振动归属分析、主成分特征波段分析。结果表明:三叶草主要色素在波段1530～1790cm^-1具有强激发、光谱特征明显的特点,可作为识别依据,指导实验平台的器件参数的选取及光学系统设计。2.实验研究部分。首先利用SHRS原理对拉曼实验测量平台进行系统设计。根据SHS光谱范围及三叶草理论特征波段1530～1790cm^-1,按照激发匹配原则,确定了中心波长为680.28nm的激光器作为光源,三叶草的特征光谱正好能被SHS系统探测。按此设计搭建的系统进行实验,获得了三叶草实测数据。然后依据SHRS数据处理方法对实测干涉图进行降噪预处理、RS提取。结果表明:三叶草在1530～1790cm^-1确有光谱信号,该信号与理论计算的三叶草特征光谱基本相符。3.实测与理论计算结果进一步对比分析。将三叶草实测与理论RS进行相互验证,结果表明:理论图与实测图中相同波段对应的波峰相吻合,从整体来看三叶草的RS是叶片内各个色素共同作用产生的,可以判断搭建系统对三叶草RS的直接检测具有可行性。另一方面,研究发现搭建系统仍有缺陷:实测图中拉曼信号强度总体较弱,一是因为所选用的激光器输出功率低,光强弱;二是由于所用SHS光谱仪最大积分时间较短且不可调。实测光谱的波形上叠加了一系列细脉冲信号,这主要是由SHS探测器的热噪声引起,较难避免。本文的研究,尝试了基于SHRS的物质非接触、快速检测与识别方法,实现了地面目标微弱信号的直接探测,对促进我国新型光谱检测技术的发展具有积极意义。