水下能譜儀為掃描電鏡附件，其原理為電子槍發(fā)射的高能電子由電子光學(xué)系統(tǒng)中的兩級電磁透鏡聚焦成很細的電子束來激發(fā)樣品室中的樣品，從而產(chǎn)生背散射電子，二次電子、俄歇電子、吸收電子、透射電子、X射線和陰極熒光等多種信息。

 

　　水下能譜儀由半導(dǎo)體探測器、前置放大器和多道脈沖分析器組成。它是利用X射線光子的能量來進行元素分析的。X射線光子有鋰漂移硅Si（Li）探測器接收后給出電脈沖信號，該信號的幅度隨X射線光子的能量不同而不同。

 

　　脈沖信號再經(jīng)放大器放大整形后，送入多道脈沖高度分析器，然后根據(jù)X射線光子的能量和強度區(qū)分樣品的種類和高度。

 

　　若X射線光子由Si（Li）探測器接收后給出電脈沖訊號，由于X射線光子能量不同（對某一元素能量為一不變量）經(jīng)過放大整形后送人多道脈沖分析器，通過顯象管就可以觀察按照特征X射線能量展開的圖譜。

 

　　一定能量上的圖譜表示一定元素，圖譜上峰的高低反映樣品中元素的含量（量子的數(shù)目）這就是X射線能譜儀的基本原理。

 

　　在許多材料的研究與應(yīng)用中，需要用到一些特殊的儀器來對各種材料從成分和結(jié)構(gòu)等方面進行分析研究。其中，X射線能譜儀（XPS）就是常用儀器。能快速、同時對除H和He以外的所有元素進行元素定性、定量分析，幾分鐘內(nèi)就可完成；可以直接測定來自樣品單個能級光電發(fā)射電子的能量分布，且直接得到電子能級結(jié)構(gòu)的信息。

 

　　能譜所需探針電流小，是一種無損分析。對電子束照射后易損傷的試樣，例如生物試樣、快離子試樣、玻璃等損傷小。是一種高靈敏超微量表面分析技術(shù)。分析所需試樣約8－10g即可，靈敏度高達10－18g，樣品分析深度約2nm。