X射線光譜（XRS）技術(shù)被用于滿足各種各樣需求的不同材料的元素、化學(xué)、晶體、結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)分析。

這些技術(shù)具有極優(yōu)的空間分辨率（低至幾十納米），但也可以用于分析和生成大面積的映像（達(dá)到幾平方米）。其應(yīng)用通常不受樣品的理化狀態(tài)（液態(tài)、冷凍或加熱）或其它環(huán)境因素的限制，因?yàn)闇y(cè)量可以在真空或大氣壓力下，在專門的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)或甚至在現(xiàn)場(chǎng)使用優(yōu)化的便攜式譜儀來(lái)實(shí)施。

近年的技術(shù)進(jìn)步

自20世紀(jì)70年代初以來(lái)，有兩個(gè)因素在很大程度上推動(dòng)了X射線光譜技術(shù)的分析性能的各種發(fā)展：在X射線儀器儀表（例如源、探測(cè)器和聚焦裝置）開(kāi)發(fā)和對(duì)復(fù)雜的三維非均質(zhì)材料的綜合表征分析要求上取得的進(jìn)步。其中的一個(gè)例子是引入了液體冷卻半導(dǎo)體探測(cè)器，緩慢地幫助建立了X射線熒光（XRF）分析技術(shù)，作為對(duì)不同樣品進(jìn)行定量元素分析的一種手段。

在上世紀(jì)90年代中期，部件的小型化和熱電冷卻的發(fā)展開(kāi)啟了進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析和利用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行行星探測(cè)的可能性。同時(shí)，同步加速器源也越來(lái)越廣泛地用于描述材料的特性，這是基于同步加速器輻射的獨(dú)有特性。這反過(guò)來(lái)又幫助進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了大量先進(jìn)的X射線光譜方法。

當(dāng)今，由大陣列傳感器制造的探測(cè)系統(tǒng)利用微聚焦或納米聚焦激發(fā)的X射線束，被用于顯著提高基于實(shí)驗(yàn)室或同步加速器的實(shí)驗(yàn)的通量。其中一些甚至接近衍射限值，在幾十納米的范圍內(nèi)。

許多其它用途

除了用于能量分散檢測(cè)系統(tǒng)之外，高分辨率X射線光譜分析還支持其它廣泛應(yīng)用，涉及材料科學(xué)、化學(xué)、固體物理（特別是相變研究）、物理化學(xué)和基礎(chǔ)原子物理研究。

在很低溫度下運(yùn)行的低溫粒子探測(cè)器和帶有球形彎曲晶體的晶體譜儀也具有許多優(yōu)勢(shì)。例如，與位置敏感探測(cè)器結(jié)合使用、基于晶體的高分辨率譜儀可以在X射線的帶寬上提供極限能量分辨率。這些譜儀與專門的方法，比如共振無(wú)彈性X射線散射和X射線拉曼技術(shù)一起使用，用于提供關(guān)于化學(xué)環(huán)境、配體鍵合和價(jià)電子離域等的獨(dú)特信息。

最近的趨勢(shì)是將各種X射線譜相關(guān)的技術(shù)和方法整合到同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室或同步加速器設(shè)置中，以更有效地進(jìn)行各種跨學(xué)科應(yīng)用。

其中一個(gè)例子是，與X射線反射和吸收技術(shù)相結(jié)合的X射線熒光切線入射分析，用于表征非均質(zhì)微米和納米級(jí)材料，例如電池、燃料電池或光伏系統(tǒng)。另一種是共焦微X射線熒光分析裝置，結(jié)合X射線傳輸和X射線熒光微層析成像技術(shù)，可用于研究廣泛的三維異質(zhì)材料的元素分布和結(jié)構(gòu)。這些在生物學(xué)、文化遺產(chǎn)分析和地質(zhì)學(xué)中都有十分重要的應(yīng)用。