為了使被測物質(zhì)產(chǎn)生特征熒光X射線（X光熒光），需要用能量較高的光子源來激發(fā)。光子源有X射線、低能量的γ射線以及高能量的加速電子或離子。對于一般的X射線熒光光譜儀，常用的激發(fā)方法有如下幾種：
一、用放射性同位素源激發(fā)
源激發(fā)是將少量的放射性同位素，如55Fe（鐵）、109Cd（鎘）等物質(zhì)固封在密封的留有小孔的鉛罐中，連續(xù)發(fā)射出低能γ射線，經(jīng)準直后照射到被測物質(zhì)上產(chǎn)生X熒光。同位素源發(fā)出的X射線強度是非常穩(wěn)定的，但是X射線強度小，能力分布不可調(diào)。
優(yōu)點：單色性好、信噪比高、體積小、重量輕。
適宜制造成便攜式或簡易式儀器。
缺點：功率低，測量的靈敏度較低。
單種放射性同位素源的能量分布較為狹窄，可分析的元素有限。
二、用X射線管激發(fā)
X射線管激發(fā)是使用X射線管作為激發(fā)源激發(fā)出X射線，經(jīng)準直后照射到被測物質(zhì)上激發(fā)X熒光。X射線管所產(chǎn)生的光源——原級X射線譜強度的穩(wěn)定性取決于高壓發(fā)生器提供給X射線管的高壓和管電流的穩(wěn)定性，因此使用X射線管可以通過調(diào)節(jié)管流和高壓進而選擇性地提高或減少對某些特定元素的激發(fā)效率，提高分析能力。一般采用高頻變壓器，其特點是體積小、噪音小和重量輕，且具有高度穩(wěn)定性，在網(wǎng)路電壓變化不超過±10%時，穩(wěn)定性可達到0.0005%。
產(chǎn)生X射線的物質(zhì)，一般稱為靶。常用的靶材有W、Pt、Mo、Au、Cr、Rh、Ag，分析元素范圍和使用譜線各有差異。
根據(jù)出射窗口的不同可分為側(cè)窗式（side window tube，SWT）和端窗式（end window tube, EWT）兩類。為了提高超輕元素和常見元素的檢測限和減小測定時間，近年來在順序式譜儀中廣泛使用的端窗式X射線管在性能上有很大進步。
便攜式儀器通常使用低能量（<500mW）的小型化X射線管（直徑約15mm），它是通過熱電晶體如鉭產(chǎn)生的光子撞擊Cu靶獲得X射線。在熱電晶體加熱-冷卻循環(huán)周期（2~5min）內(nèi)發(fā)射出鉭和銅的X射線。
三、同步輻射光源
同步輻射是帶電粒子在磁場內(nèi)圓形軌道中以相對論速率運動時所產(chǎn)生的電磁輻射。同步輻射光子束的能量很寬，一般在紫外和X射線能量范圍內(nèi)，可通過調(diào)節(jié)帶電粒子能量改變光子能量，并可用透射方式進行能量選擇。具有能量可調(diào)、亮度高等特點和具有偏振性好、方向可調(diào)等優(yōu)點。
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