本发明提供一种用于确定流过病人皮肤表面下的感兴趣体积的流体的性质的光谱系统。该光谱系统包括探头，该探头具有至少一个用于将激发光束导向到感兴趣体积中和用于收集返回辐射的物镜。该光谱系统还具有基站，该基站具有至少一个光谱分析单元和电源。该系统利用光束组合单元、过滤单元和聚焦单元将各种不同的光信号组合和分离，并在感兴趣体积内准确地定位光信号。光束组合单元、过滤单元和聚焦单元可以根据光谱系统的特定应用被可变地实施在探头内或基站内，从而允许探头的柔性和紧凑设计。