光学部分如图 1所示，由适配冷热台的显微镜模组、耦合光路模组、激发和收集模组(190nm-550 nm)、单色仪和TCSPC系统和侧面收集模组构成。
显微镜模组配备适配190-600nm的紫外物镜，可将激光聚焦成约2微米的光斑后激发样品荧光或光电流，从而大大提高激发功率密度，以获得较强的荧光信号。显微镜可在显微成像和荧光光谱两种模式下切换，用户可以通过聚焦到样品的显微像确认荧光收集区域、激光光斑聚焦和收集光路的对准等。
耦合光路模组将激光和物镜收集的荧光传输到激发和收集模组（190nm-550 nm），通过长波通滤光片将195nm的激光和荧光分离，190nm-550nm的荧光进入单色仪入口1收集，通过时间分辨单光子系统（TCSPC）中的PMT获得荧光信号强度，通过光栅逐步长扫描获得光谱，通过TCSPC系统获得光谱的荧光寿命。
针对AlN的发光波段（200-210 nm），没有合适的滤光片滤除激光，且AlN由于轻重空穴带反转，其荧光发光角度为侧面出光，因此设置侧面收集模组，将侧面发出的荧光（200-550 nm）通过一个单独倾斜60度角的物镜收集后，通过光纤传入单色仪入口2进行收集和测量。
样品位于可变温-190~600℃（标配）与10K~300K（可选）冷热台中，可通过光窗进行光激发和收集。为了对样品进行聚焦，将冷热台置于手动XYZ平移台上，可在小范围内对样品进行选区和通过调节Z轴进行聚焦，具体的调节方式是：变温台实现XY方向调整，Z轴由物镜升降实现。

针对光谱Mapping数据的处理，一次性操作，可对整个图像数据中的每一条光谱按照设定进行批处理，获得对应的谱峰、寿命、成分等信息，并以伪彩色或3D图进行显示。

. 基础处理功能：去本底、曲线平滑、去杂线、去除接谱台阶、光谱单位转化

. 进阶功能：光谱归一化、选区获取积分、最大、最小、最大/最小值位置等

. 谱峰拟合：采用多种峰形（高斯、洛伦兹、高斯洛伦兹等）对光谱进行多峰拟合，获取峰强、峰宽、峰位、背景等信息。

. 高级功能：

1. 应力拟合：针对Si、GaN、SiC等多种材料，从拉曼光谱中解析材料的应力变化，直接获得应力定量数值，并可根据校正数据进行校正。

2. 载流子浓度拟合

3. 晶化率拟合

4. 荧光寿命拟合：自主开发的一套时间相关单光子计数（TCSPC）荧光寿命的拟合算法，主要特色有，1）从上升沿拟合光谱响应函数（IRF），无需实验获取。2）区别于简单的指数拟合，通过光谱响应函数卷积算法获得每个组分的荧光寿命，光子数比例，计算评价函数和残差，可扣除积分和响应系统时间不确定度的影响，获得更加稳定可靠的寿命数值。3）最多包含4个时间组分进行拟合。