原子熒光光譜儀利用惰性氣體氬氣作載氣，將氣態(tài)氫化物和過量氫氣與載氣混合后，導入加熱的原子化裝置，氫氣和氬氣在特制火焰裝置中燃燒加熱，氫化物受熱以后迅速分解，被測元素離解為基態(tài)原子蒸氣，其基態(tài)原子的量比單純加熱砷、銻、鉍、錫、硒、碲、鉛、鍺等元素生成的基態(tài)原子高幾個數(shù)量級。
 

　　工作原理：待測元素的溶液與NaBH4(K)混合，在酸性條件下生成氫化物氣體(如砷化氫、汞化砷等)從溶液中逸出，通過與氬氣、氫氣混合后進入到原子化器中(并被點燃)，氫化物高溫下分解并轉(zhuǎn)化為基態(tài)的原子蒸汽，通過該元素的空心陰極燈產(chǎn)生的共振線激發(fā)，基態(tài)原子躍遷到高能態(tài)(有時也會從某亞穩(wěn)態(tài)開始躍)，它再重新返回到低能態(tài)，多余的能量便以光的形式釋放出來，這就是原子熒光(如果激發(fā)波長與熒光波長相同，稱為共振熒光，這是原子熒光的主要部分，其他還會產(chǎn)生不太強的非共振熒光)。
 

　　原子熒光光譜儀的結(jié)構(gòu)組成：
 

　　1、激發(fā)光源
 

　　可用連續(xù)光源或銳線光源。常用的連續(xù)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(xù)光源穩(wěn)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(wěn)定，可得到更好的檢出限。
 

　　2、原子化器
 

　　對原子化器的要求與原子吸收光譜儀基本相同。
 

　　3、光學系統(tǒng)
 

　　光學系統(tǒng)的作用是充分利用激發(fā)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(tǒng)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(yōu)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(jié)構(gòu)簡單，操作方便。缺點是散射光的影響大。
 

　　4、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(fā)光束成直角配置，以避免激發(fā)光源對檢測原子熒光信號的影響。
 

　　5、產(chǎn)生及類型
 

　　當自由原子吸收了特征波長的輻射之后被激發(fā)到較高能態(tài)，接著又以輻射形式去活化，就可以觀察到原子熒光。原子熒光可分為三類:共振原子熒光、非共振原子熒光與敏化原子熒光。
 

　　6、共振原子熒光
 

　　原子吸收輻射受激后再發(fā)射相同波長的輻射，產(chǎn)生共振原子熒光。若原子經(jīng)熱激發(fā)處于亞穩(wěn)態(tài)，再吸收輻射進一步激發(fā)，然后再發(fā)射相同波長的共振熒光，此種共振原子熒光稱為熱助共振原子熒光。
 

　　7、非共振原子熒光
 

　　當激發(fā)原子的輻射波長與受激原子發(fā)射的熒光波長不相同時，產(chǎn)生非共振原子熒光。非共振原子熒光包括直躍線熒光、階躍線熒光與反斯托克斯熒光，直躍線熒光是激發(fā)態(tài)原子直接躍遷到高于基態(tài)的亞穩(wěn)態(tài)時所發(fā)射的熒光，如Pb405.78nm。只有基態(tài)是多重態(tài)時，才能產(chǎn)生直躍線熒光。
 

　　階躍線熒光是激發(fā)態(tài)原子先以非輻射形式去活化方式回到較低的激發(fā)態(tài)，再以輻射形式去活化回到基態(tài)而發(fā)射的熒光;或者是原子受輻射激發(fā)到中間能態(tài)，再經(jīng)熱激發(fā)到高能態(tài)，然后通過輻射方式去活化回到低能態(tài)而發(fā)射的熒光。
 

　　8、敏化原子熒光
 

　　激發(fā)原子通過碰撞將其激發(fā)能轉(zhuǎn)移給另一個原子使其激發(fā)，后者再以輻射方式去活化而發(fā)射熒光，此種熒光稱為敏化原子熒光。火焰原子化器中的原子濃度很低，主要以非輻射方式去活化，因此觀察不到敏化原子熒光。