如果按照熒光原理的不同，我們可以將手持式熒光光譜儀分為原子光譜儀、X射線光譜儀以及分析光譜儀三種。其中原子熒光光譜儀是一種通過測定在放射激發狀態下待測元素的由原子蒸汽產生的熒光發光強度，來測定試樣元素含量的裝置。大多數情況下，這種手持式熒光光譜儀的激發光源是高強度中空陰極燈或無電極放電，經常在各種樣品中，用于定性和定量分析鉛、汞、砷、鍺、錫、硒、碲、鉍、銻、鋅、鎘等微量無機元素的測定，換句話說，就是原子手持式熒光光譜儀通常用于環境監測和礦物檢定。
X射線手持式熒光光譜儀的激發光源主要是Rh靶x射線管，通常分為波長分散型( WD-XRF )和能量分散型( ED-XRF )兩種基本類型。目前主要用于金屬元素的測定，廣泛應用在環境科學、高純度物質、礦物質、水質監測、生物產品、醫療分析等領域。另外一種分子手持式熒光光譜儀，其原理是使用紫外線和可見光照射后產生熒光，從而實現定性和定量分析特定物質。它的激發光源一般為氙燈或高壓水銀燈，主要用于測定含有共軛不飽和系的化合物，例如含有有機分子的物質。因此，分子手持式熒光光譜儀通常被用于生物醫學研究、藥房和化工等領域。此外，如果按照波長范圍的不同，我們還可以將手持式熒光光譜儀分為基本型、擴展型和綜合性三種。
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