現代X射線熒光光譜儀已發展成一個大家族,可分為同步輻射X射線熒光光譜、質子X射線熒光光譜、全反射X射線熒光光譜、波長色散X射線熒光光譜和能量色散X射線熒光光譜等。同步輻射X射線熒光光譜、質子X射線熒光光譜、全反射X射線熒光光譜基本上是用Si(Li)半導體探測器進行檢測的。
波長色散X射線熒光光譜還可進一步分為順序型(掃描型)、多元素同時分析型(多道)譜儀和固定道與順序型相結合的譜儀三大類。三者適用范圍各有千秋,順序型適用于科研及多用途工作,多道譜儀則適用于相對固定組成和批量試樣分析,固定道與順序式相結合則結合了兩者的優點。
能量色散X射線熒光光譜可進一步分為具有高分辨率的實驗室通用譜儀如Si(Li)和高純鍺的半導體探測器,以正比計數管或閃爍計數管為探測器的便攜式譜儀和介于兩者之間的臺式譜儀。
X射線熒光光譜儀在結構上基本由激發樣品的光源、色散、探測、譜儀控制和數據處理等幾方面組成。在科研研究、工農業生產和環保上,波長色散X射線熒光光譜儀和能量色散X射線熒光光譜儀被廣泛應用。在此也重點介紹這兩種X射線熒光光譜儀。早在20世紀80年代中期,許多人就認為波長色散X射線熒光光譜儀已經相當成熟,但之后波長色散X射線熒光光譜儀仍有很大進步。其特點是結構上小型化、操作上自動化、應用上專業化和數據處理睿智化。
后面會有對波長色散X射線熒光光譜儀結構的詳細介紹,此處要介紹的是能量色散X射線熒光光譜儀相比波長色散X射線熒光光譜儀的不同點。能量色散X射線熒光光譜儀不采用晶體分光系統,二是利用半導體檢測器的高分辨率,再配有多道脈沖分析器,直接測量試樣X射線熒光的能量。因此能量色散X射線熒光光譜儀的結構相比波長色散X射線熒光光譜儀會顯得結構更小型輕便。
能量色散X射線熒光光譜儀的基本運作為:來自試樣的X射線熒光依次被半導體檢測器檢測得到一系列幅度與光子能量呈正比的脈沖,經放大器放大后送到多道脈沖幅度分析器上。按脈沖幅度的大小分別統計脈沖數,脈沖幅度可以用光子的能量來標度從而得到強度隨光子能量分布的曲線,即能譜圖。