原子蒸氣吸收特定波長的光輻射的能量而被激發，受激原子在去激發過程中發射出一定波長的光輻射稱為原子熒光，檢測原子熒光得出分析數據的分析方法成為原子熒光光譜法。
原子熒光光譜儀器主要由激發光源、原子化器、蒸氣發生系統（進樣系統和氣液分離器）、光學系統和檢測系統構成。
1.激發光源
可用連續光源或銳線光源。常用的連續光源是氙弧燈，常用的銳線光源是高強度空心陰極燈、無極放電燈、激光等。連續光源穩定，操作簡便，壽命長，能用于多元素同時分析，但檢出限較差。銳線光源輻射強度高，穩定，可得到更好的檢出限。
2.原子化器
原子熒光分析儀對原子化器的要求與原子吸收光譜儀基本相同。
3.它的基本原理是運用蒸氣發生技術使還原劑（NaB H4或 KBH4）與酸性介質下的樣品的溶液發生化學反應，使之生成的共價氫化物元素 As、Bi、Ge、Pb、Sb、Se、Sn、Te 等、揮發性化合物元素 Cd 和 Zn、蒸氣態 Hg 原子，和在這個過程中產生的氫氣都經載氣（Ar）通入到原子熒光光譜儀的原子化器中形成的氬氫火焰中進行原子化，經氬氫火焰離解成待測元素的原子，然后受到激發光源得特征光譜照射后，受到激發到高能態后去激發再回到基態時發射出原子熒光。
這些不同波長的原子熒光的光信號，經過光電倍增管把光信號轉變成電信號，經檢測系統、數據處理，最終檢測出待測樣品中待測元素的含量。
4.光學系統
光學系統的作用是充分利用激發光源的能量和接收有用的熒光信號，減少和除去雜散光。色散系統對分辨能力要求不高，但要求有較大的集光本領，常用的色散元件是光柵。非色散型儀器的濾光器用來分離分析線和鄰近譜線，降低背景。非色散型儀器的優點是照明立體角大，光譜通帶寬，集光本領大，熒光信號強度大，儀器結構簡單，操作方便。缺點是散射光的影響大。
5.檢測器
常用的是光電倍增管，在多元素原子熒光分析儀中，也用光導攝象管、析象管做檢測器。檢測器與激發光束成直角配置，以避免激發光源對檢測原子熒光信號的影響。
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