通常的X射线荧光光谱仪分为能量色散X射线荧光光谱仪（ED XRF）和波长色散X射线荧光光谱仪（WD XRF），其以X射线管出射谱照射样品后产生的元素荧光射线是以能量色散型探测器直接探测（ED XRF）或是经分光晶体分光后探测器探测（WD XRF）为主要区别。
单波长X射线荧光光谱仪是在X射线照射样品前进行了X射线光的单色化入射，主要依靠双曲面弯晶或者二次靶或者多层膜弯晶等技术，将X射线管出射谱中的单一能量衍射聚焦到样品一点，激发样品中元素荧光，这样极大降低了由于X射线管出射谱韧致辐射照射样品而产生的背景干扰，获得较佳的元素荧光信号峰背比。严格说来，单波长X射线荧光光谱仪也分为单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪和单波长激发-波长色散X射线荧光光谱仪两类。
由于单波长X射线荧光光谱仪获得较佳的元素分析性能（尤其在灵敏度方面），是当前X射线荧光领域研发的重点。
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