圖 5.7.1 LBL X 射線螢光顯微鏡裝置示意圖[7]
X 射線螢光顯微鏡是研究樣品中元素成分及分佈的重要
並逐點記錄探測螢光信號，從而得到樣品中元素及其分佈的 顯微圖。X 射線螢光顯微鏡 依據入射現對於樣品中元素激發 產生的特徵 X 射線螢光去標識元素。由於低原子序數元素的 螢光產額很低，因此一般他只適合於對中等或高原子序數元 素的標識和分析。對於這些元素的激發需要使用較短波長的 X 射線，所以 X 射線螢光顯微鏡使用 X 射線的能量約在 10 千 電子伏特以上。
X 射線螢光顯微鏡有很高的靈敏度，可以探測樣品的濃度 到約 1ppm(微克/克)的水平，因此適宜於用作樣品的衡量分 析。他的另一個重要的優點是他能同時做出樣品中含有不同 元素的微區分析結果。相比於電子探針和質子探針的微區分 析，他對於樣品產生的輻射損傷也小得多。現在使用同步輻 射光源的 X 射線螢光鏡已經在地質、礦物、材料及生物等多 方面的研究中得到了需多重要的應用。
X 射線螢光顯微鏡的空間分辨率取決於 X 射線束（光斑）
的大小。因為用於短波 X 射線聚焦的 X 射線光學元件很難製 造。因此早期的 X 射線螢光顯微鏡只使用準值孔限制光束大 小，他能達到的分辨率也只到 10 微米。同時這種工作方式大 大降低了 X 射線光源的利用效率。為了能提高空間分辨率及
有效利用光源，需要用 X 射線光學元件對 X 射線聚焦。現在 已經使用和正在方法的方法包括有：用橢圓反射鏡面組成沃 爾特反射線鏡聚焦，用多層膜反射鏡組成的 K-B 反射鏡系統 聚焦，以及用布拉格－菲涅爾光學元件聚焦等。布拉格－菲 涅爾光學元件由俄國科學家阿瑞斯托夫提出並正發展成為有 效的 X 射線光學元件應用以上方式的 X 射線螢光為探針現已 在美國、英國、日本、法國和俄羅斯的同步輻射光源上裝置 和試驗。圖 5.7.1 是由美國勞倫斯－柏克萊實驗室（LBL）的 科學家設計研製的 X 射線螢光顯微鏡的裝置示意圖。它已在 美國 NSLS 同步輻射上進行試驗，現在也裝置到新建成的柏克 萊的 ALS 同步輻射光源上。圖中 M1 和 M2 是多層膜反射鏡，
由它們組成 K-B 式的反射鏡系統將入射 X 射線聚焦並投射到 樣品上。被測樣品至於掃瞄台上，樣品在 X、Y 方向上掃瞄。
探測器使用鋰探測器，它能同時探測並分析出樣品中各種元 素激發出的特徵 X 射線螢光和它們的能量。這台裝置在美國 NSLS 同步輻射光源上進行實驗，使用的 X 射線能量為 6～14 千電子伏特，X 射線螢光顯微圖的空間分辨率為 6 微米。當 在光束線上方加入準值光欄，分辨率達到 2 微米，但光通量 也大大降低。[7]