实现重建光谱仪的第二种方法是为每个检测器定制不同的光谱响应。这可以通过设计探测器本身或集成在探测器顶部的光学元件来实现（图5F）。 通过求解方程，可以重建未知目标光谱。整个过程如图5F所示。基于这一原理，几乎任何能产生不同光谱响应函数的光学元件都可以应用于光谱分析系统，如量子点和光子晶体板。其他设计包括液晶、薄膜、标准具阵列，纳米结构的光电二极管和超表面在内的其他设计也已被用作这种策略的基础。但是，所有这些设计都需要分别制造滤波器和检测器阵列。这增加了制造的复杂性并限制了小型化。最近，如图5I和J所示，光谱响应性工程纳米结构已被证明可以整合这两个功能。例如，基于成分梯度合金化半导体纳米线的计算光谱仪，研究人员提出了一种方法，它可以沿轴向方向分成多个部分（检测器）。这些检测器的响应功能由于合金成分的逐渐和细微变化而变化。尽管分辨率仍然适中（约5-10nm），但这种纳米线光谱仪将波长选择性和光电检测功能集成到单个纳米结构中，将占位面积推向数十微米，比任何其他计算光谱仪系统低两个数量级。

然而，随着光谱仪尺寸的减小，由于物理限制，可以容纳的检测器的数量（方程式的数量）也减小，从而影响了可以实现的最终光谱分辨率。另外，最小化的光谱仪占用空间减少了光与物质的相互作用，从而降低了灵敏度。在后续工作中，研究人员开发了可以在波导模式下运行的纳米线光谱仪，从而为这种超紧凑型设备提供了改进的信噪比。