Hệ thống đơn sắc chính là hệ thống để thu, phân li, chọn và phát hiện vạch phổ hấp thu cần phải đo. Trong phép đo phổ hấp thu nguyên tử hệ thống đơn sắc này là một máy quang phổ có độ phân giải tương đối cao có thể là hệ máy một chùm tia hay hệ máy 2 chùm tia. Cấu tạo của nó gồm ba phần chính:
− Hệ chuẩn trực, để chuẩn trực chùm tia sáng vào.
− Hệ thống tán sắc (phân li) để phân li chùm sáng đa sắc thành đơn sắc.
− Hệ buồng tối (buồng ảnh) hội tụ, để hội tụ các tia cùng bước sóng lại. Đặc trưng cho hệ quang của máy AAS là các thông số.
− Độ tán sắc góc.
− Độ tán sắc dài.
− Độ phân giải (tán sắc).
− Vùng phổ làm việc của hệ.
Bốn thông số này cũng là các yếu tố để xem xét chất lượng của một máy quang phổ AAS.
Trước hệ chuẩn trực là khe vào của chùm sáng đa sắc và sau hệ buồng ảnh là khe ra của chùm tia đơn sắc cần đo. Hình 13 là sơ đồ quang học, nguyên tắc của hệ thống máy quang phổ hấp thu nguyên tử. Theo sơ đồ này, chùm tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố cần nghiên cứu được phát ra từ đèn cathode rỗng sau khi qua môi trường hấp thu, sẽ được hướng vào khe máy và vào hệ chuẩn trực, rồi vào bộ phận tán sắc, vào hệ hội tụ để chọn một tia cần đo. Như vậy chùm sáng đa sắc được chuẩn trực, được phân li và sau đó chỉ một vạch phổ cần đo được chọn và hướng vào khe đo để tác dụng vào nhân quang điện (detector-photomultiveler) để phát hiện và xác định cường độ của vạch phổ hấp thu đó.
Muốn hệ thống máy quang phổ hấp thu nguyên tử cho được kết quả tốt thì hệ thống tán sắc phải bảo đảm được một số yêu cầu bắt buộc sau đây:
− Nó phải có độ tán sắc đủ lớn để có thể tách và cô lập được tốt các vạch phổ cần đo, tránh sự quấy rối, sự chen lấn của các vạch phổ khác ở bên cạnh. Trong các máy hiện nay, bộ phận này thường là một hệ cách tử có hằng số từ 1200 đến 2400 vạch/mm.
− Phải không gây ra bất kì một hiện tượng sai lệch nào làm mất năng lượng của chùm sáng ở trong máy, như sự hấp thu, sự tán xạ, sự khuyếch tán của các bộ phận cấu tạo thành máy. Đặc biệt là các hệ thống gương, các thấu kính, khe vào, khe ra của chùm sáng. Các thấu kính phải trong suốt trong vùng phổ làm việc của máy.
− Khe vào và khe ra của máy phải có độ mở chính xác và phải điều chỉnh được cho phù hợp với từng vạch phổ và có độ lặp lại cao trong mỗi phép đo.
− Detector để phát hiện cường độ vạch phổ phải có độ nhạy cao. Có như thế mới có thể phát hiện được sự thay đổi nhỏ trong quá trình hấp thu của vạch phổ của mỗi nguyên tố.Đó là các điều kiện tối thiểu của hệ quang học trong máy phổ hấp thu nguyên tử. Với sự phát triển của khoa học và kĩ thuật, ngày nay người ta có thể thỏa mãn được tất cả các yêu cầu đó. Chính vì thế hiện nay đã có rất nhiều máy đo phổ hấp thu nguyên tử có chất lượng cao đã được bán trên thị trường quốc tế. Đó là các máy đo phổ hấp thu nguyên tử của hãng Perkin Elmer, Varian, Becman, Philips Pye Unicam, Wet Zeiss, Shimadu, Instr, Lad, Alpha,...
Hình 13: Sơ đồ quang học của hệ thống máy AAS (Perrkin Elmer) (1)- Loại 1 chùm tia.
(2)- Loại 2 chùm tia.