分光系统(单色器)由凹面反射镜、狭缝和色散元件组成，对双光束仪器，配有旋转斩光器，以随时检查背景。

单色器的色散元件为棱镜或衍射光栅，其作用是将待测元素的共振线与邻近的谱线分开。转动光栅，各种波长的单色谱线按顺序从出射狭缝射出，被检测系统接收。

单色器的性能主要是指色散率、分辨率和集光本领。色散率是指色散元件将波长相差很小的两条谱线分开所成的角度(角色散率)或两条谱线投射到聚焦面上的距离(线色散率)的大小。分辨率是指将波长相近的两条谱线分开的能力。色散元件的分辨率越高，色散率越大。集光本领是指单色器传递光的本领，它影响出射光谱线的强度。当光源强度一定时，选择具有适当色散率的衍射光栅与狭缝宽度配合，可构成适于检测器测定的光谱通带。光谱通带(W)是指单色器出射光谱所包含的波长范围，它由光栅线色散率的倒数(D)和出射狭缝宽度(L)所决定：

{w}_nm＝{D}_nm/mm×{L}_nm

由上式可知，当单色器的色散率一定时，其光谱通带取决于出射狭缝的宽度。

原子吸收光谱仪按光源波道数目有单道、双道和多道之分；按光路可分为单光束和双光束两类。

早期生产的原子吸收光谱仪为单道单光束，“单道”即指仪器只有一个光源、一个单色器、一个显示系统，从光源发出的光仅以单一光束通过原子化器、单色器和检测系统，此类仪器的光学系统如图4-16所示。

图4-16  单光束型原子吸收分光光度计的光学系统
L-透镜；M-反射镜；S-狭缝

这种仪器结构简单，操作方便，能满足一般分析的要求，但不能消除由光源波动引起的基线漂移。

现在使用较多的是单道双光束和双道双光束的原子吸收光谱仪。双光束是指从光源发出的光被斩光器分成两束强度相等的光，一束为测量光束通过原子化器被基态原子吸收，另一束为参比光束不通过原子化器，光强度不减弱。两束光经原子化器后面的斩光器，交替进入单色器和检测器。

图4-4所示为单道双光束原子吸收光谱仪的光路。此类仪器的两个光束来自同一光源，光源的漂移通过参比光束补偿，因此可获得稳定的测量光束输出信号。但由于参比光束不通过火焰，无法消除火焰扰动和背景吸收的影响。

图4-17为双道双光束原子吸收光谱仪的光学系统示意图。此类仪器有两个光源，两套独立的单色器和检测显示系统。从两个光源发出的辐射光，分别被两个斩光器分为各自光路的测量光束和参比光束，并使两个光路的相位相差180^o。在各自光路中，测量光束和参比光束分别被反射至光路合并处会合，再交替进入各自单色器和检测器。本仪器两道光路可各自独立运行，相当于两台单道双光束仪器，可同时测定两种元素；两道光路相组合可消除原子化火焰扰动和背景吸收的影响。此种仪器的结构复杂，但工作稳定性好，测定准确度高。

图4-17双道双光束型仪器
M₁,M₃－半透半反镜；M₂，M₄，M₅－反射镜；R－参比光束；S－样品光束；PN－检测器

现在已研制出多道原子吸收光谱仪，以安装在可旋转支架上的多道空心阴极灯作为光源，以电感耦合等离子体(ICP)作为原子化器，它提供的高温可使大多数元素原子化，再配置新型中阶梯光栅和固体检测器，可同时检测多种元素。