無論在哪個領(lǐng)域使用何種XRF技術(shù)，其兩個“相對端”——發(fā)射端（即產(chǎn)生X射線的地方）以及探測端（信號處理的位置），聯(lián)合決定了該儀器可以達(dá)到的檢測效果、準(zhǔn)確度（以及精確度）和檢測速度。
入門級XRF系統(tǒng)使用針孔準(zhǔn)直器，它可以過濾X射線，只有那些按照平行于特定軌跡行進的X射線才能通過。準(zhǔn)直器的大小決定了投射到樣品上的照射點的大小。XRF儀器具有單個或多個準(zhǔn)直器，具體取決于被測部件的幾何形狀和尺寸范圍。
準(zhǔn)直儀的替代選擇是多毛細(xì)管光學(xué)儀器，它可以增強X射線，是特意為補償X射線源本身不能產(chǎn)生高密度光束這一事實而創(chuàng)建的。多毛細(xì)管光學(xué)器件使用的是聚焦組件，而不是將X射線束固定到其目標(biāo)上。
它*初只被國家實驗室和其他一些參與小特征分析和元素分析的研究機構(gòu)采用，但是當(dāng)工業(yè)界看到其在過程和質(zhì)量控制方面的潛力時，儀器公司對該技術(shù)進行了重新思考和優(yōu)化，包括增加功能、增強圖像分辨率，以及提高測量速度等。
更快的檢測速度一直是檢測行業(yè)中一個特別優(yōu)先考慮的因素，這可以通過更小的X射線束來實現(xiàn)，并且射線通量還會比準(zhǔn)直器高100倍。較高的通量允許計算更多的光子，并大大提高分析的精度。
毛細(xì)管光學(xué)器件大大加速了XRF測量裝置的光子計數(shù)；圖片來源：Bowman
毛細(xì)管X射線光學(xué)器件由數(shù)十萬個獨立的玻璃通道組成，這些通道收集從發(fā)散源發(fā)射的大的立體角度的X射線。 X射線經(jīng)過全外反射后通過光學(xué)器件，并聚焦成超高強度的極小點。與準(zhǔn)直器相比，這些光學(xué)器件還提供了更加“干凈”的激發(fā)光束，因為從針孔處沒有散射，并且焦斑非常清晰。
雖然聽起來很脆弱，但毛細(xì)管光學(xué)組件實際上非常堅固。據(jù)用戶報告說，這種組件一般都不會出現(xiàn)什么問題，客戶購買它，基本上可以一直使用。
由于從毛細(xì)管光學(xué)器件中受益的應(yīng)用主要是那些具有非常小特征的應(yīng)用，所以，這種選項已經(jīng)與電子制造領(lǐng)域內(nèi)的一些小型化應(yīng)用完美地結(jié)合了�，F(xiàn)在，大多數(shù)高級系統(tǒng)已經(jīng)可以將X射線激發(fā)集中到小至7μm的樣品區(qū)域內(nèi)。
用于涂層測量的XRF儀器一般使用以下三種類型探測器中的一種：“Prop”（比例）計數(shù)器、硅PIN二極管，以及硅漂移探測器（SDD）。
比例計數(shù)器是一種氣體電離裝置，通過產(chǎn)生與輻射能量成比例的檢測器輸出來測量入射輻射的能量。比例計數(shù)器有一個相對更好的檢測窗口用于捕獲熒光X射線。它們工作在中等電壓范圍，非常適合于測量傳統(tǒng)的單層（和一些多層）電鍍沉積物。
值得一提的是，比例計數(shù)儀器是這三種類型探測器中價格的，對于不需要高分辨率的簡單應(yīng)用，可以有效看到光譜峰的分離。但是，這類探測器同樣存在一些缺點，主要包括高基線噪聲和需要頻繁的進行校準(zhǔn)。
溫度控制對這些設(shè)備至關(guān)重要，因為探測器需要使用一些對溫度變化高度mingan的氣體——比任何固態(tài)探測器都要mingan得多。充氣管還會隨著時間的推移而可能發(fā)生一定的泄漏。盡管它有這些缺點，但由于檢測窗口較大，其通量通常較高，因此它可以檢測到大量的光子。所以，雖然應(yīng)用領(lǐng)域可能有限，但標(biāo)準(zhǔn)偏差較好。
硅PIN二極管提供的光譜分辨率優(yōu)于比例計數(shù)器。這意味著操作人員可以測量更薄的沉積物和更低的元素濃度，并執(zhí)行一些更復(fù)雜的測量，例如合金和厚層樣品以及涉及到未識別材料的測量。憑借Peltier效應(yīng)（TEC/TEM）冷卻技術(shù)，硅PIN探測器具有更低的噪音，而且分辨率和檢測限都更加出色，結(jié)果也更加穩(wěn)定。
硅漂移探測器通常能夠產(chǎn)生比前兩者更高的計數(shù)率和光譜分辨率，一般值比硅PIN二極管探測器高出50％左右。與比例計數(shù)器相比，峰值背景比率得到了顯著的改進，基線噪聲也更低，可以得到更好的檢測限和更大的元素測試范圍。
因為有效地消除了背景噪聲，所以硅漂移探測器能夠非常精確地測量重疊元素——周期表上的那些“相鄰”元素，如鎳、銅、鋅以及鉻和鐵（它們之間的信號分離*�。�。而原來使用的一些技術(shù)，如果沒有數(shù)學(xué)計算就無法解決這些重疊元素的測試。今天，由硅PIN和硅漂移探測器提供的分辨率改進就很好地消除了對數(shù)學(xué)計算或數(shù)字濾波的需要。
硅漂移探測器光譜顯示出非常有利的信號峰-背景比，有效抑制了背景噪聲，并達(dá)到了更高的分辨率。
與硅PIN一樣，硅漂移探測器芯片組也是根據(jù)Peltier效應(yīng)冷卻的，不受氣候影響，并且不需要氮氣儲存。所以，這些探測器幾乎不需要進行太多的維護。硅漂移探測器是50μm以下薄膜樣品以及一些復(fù)雜技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用的薄膜的檢測器，包括ENIG、EPIG和ENEPIG（化學(xué)鍍鎳浸金、化學(xué)鍍鈀浸金和化學(xué)鍍鎳鈀浸金）等。
值得注意的是，新的IPC（印刷電路板和電子制造商及其客戶和供應(yīng)商的行業(yè)協(xié)會）標(biāo)準(zhǔn)4552和4556推薦使用硅PIN和硅漂移探測器這兩種固態(tài)探測器選項。這些標(biāo)準(zhǔn)廣泛適用于整個印刷電路板和電子行業(yè)中使用的特種涂料檢測。