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分子熒光光譜儀可分為三種類型
隨著科研需求的發展，分子熒光光譜儀相關的新技術和新應用也在不斷的深入拓展中，尤其是在附件的多樣化、聯機，以及其他功能性拓展方面表現得越來越明顯。該儀器能提供包括激發光譜、發射光譜以及熒光強度、量子產率、熒光壽命、熒光偏振等許多物理參數，從各個角度反映了分子的成鍵和結構情況。通過對這些參數的測定，不但可以做一般的定量分析，而且還可以推斷分子在各種環境下的構象變化，從而闡明分子結構與功能之間的關系。
在吸收紫外和可見電磁輻射的過程中，分子受激躍遷至激發電子態，大多數分子將通過與其它分子的碰撞以熱的方式散發掉這部分能量，部分分子以光的形式放射出這部分能量，放射光的波長不同于所吸收輻射的波長。后一種過程稱作光致發光。分子發光包括熒光、磷光、化學發光、生物發光和散射光譜等。基于化合物的熒光測量而建立起來的分析方法稱為分子熒光光譜法。
分子熒光光譜采用晶體或人工擬晶體根據Bragg定律將不同能量的譜線分開，然后進行測量。一般采用X射線管作激發源，可分為順序式(或稱單道式或掃描式)、同時式(或稱多道式)譜儀、和順序式與同時式相結合的譜儀三種類型。順序式通過掃描方法逐個測量元素，因此測量速度通常比同時式慢，適用于科研及多用途的工作。同時式則適用于相對固定組成，對測量速度要求高和批量試樣分析，順序式與同時式相結合的譜儀結合了兩者的優點。
受激發的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統測量這些放射出來的二次X射線的能量及數量，然后儀器軟件將探測系統所收集到的信息轉換成樣品中各種元素的種類及含量。