有两种方式 XPS 图，即串行和并行采集图像。 对于串行获取方式，图像中的每一个像素按顺序采集。对于平行采集图像，图像数据是从整个分析区域同时采集。

串行采集图像

串行采集图像基于二维、长方形阵列小面积XPS分析。 这种方式可测量元素及化学状态分布。 图像的极限空间分辨取决于最小分析区域的尺寸。赛默飞科技的Theta Probe 能谱仪的分析区域约为15 um。 串行采集方式一般比并行采集方式慢，但是串行采集方式能采集每一个像素点上一个能量范围内的数据，而平行并行采集方式只能采集一个能量点上的数据。
结合使用电子多通道倍增器，串行采集图像可得到每个像素点的快照谱。赛默飞科技的K-Alpha and Theta Probe XPS仪器能扫描样品台采集图像。这种方法是分析位置固定不变，样品表面相对于此位置移动。
赛默飞 K-Alpha 和 Theta Probe XPS 能谱仪串行采集图像的优势。

  • 整个图像上X射线束斑的功率保持不变
  • 图像分辨与图像上的位置无关
  • 透镜的传输函数与图像上的位置无关
  • 图像视野的尺寸仅与样品台的移动范围有关（即 K-Alpha仪器为60 x 60 mm，Theta Probe仪器为70 x 70 mm）

并行获取图像

利用赛默飞科技 ESCALAB 250Xi XPS 仪器，轻松实现平行方式采集光电子图像。这种方法无需在能谱仪的任何组件上加扫描电压，可同时获得整个视野区域的图像。并行采集，必需另外配置一套能安装 二维探测器的透镜组。光电子在传输透镜组中通过透镜1和透镜2 ， 在镜筒内每一组透镜后的像平面上产生样品表面的光电子图像。透镜3焦长等于该透镜到透镜2像平面的距离。因此，从像平面上每个点发射的电子均以平行光路离 开透镜3。电子束和透镜光轴之间的夹角取决于像平面上电子离透镜光轴的距离。然后电子进入能量分析器。能量分析器既是能量过虑器也是透镜。如果分析的偏转 角为180°，那么电子束离开分析器时的角度分布保持不变。与透镜3的工作方式相反，透镜4将在位于其焦平面的二维探测器上还原出图像。成像的电子已经通 过能量分析器，通过将能量分析调谐到光电子峰上，得到化学图像。

并行成像的空间分辨率取决于透镜的球差。限制透镜的接受角可减少球差影响，以牺牲灵敏度而提高分辨。在样品区域内采用磁浸没透镜也可减少球差，在一定的分辨下，获得较高的灵敏度。这种成像方法快，且成像分辨小于 3μm。

并行成像可提供最佳分辨率，并且在单一能量上采集图像比串行快。通过跨越所要分析的峰以不同的能量，采集一系列图像，可从此图像中进行能谱分析。可有效地从图像中每一个像素点中得到扫描XPS信息。

用 Thermo Scientific ESCALAB 250Xi XPS 仪器并行采集光电图像必需的组件。

利用单色化 Al K-alpha X-rays 和赛默飞科技 ESCALAB 250Xi XPS 能谱仪，在玻璃载玻片上采集金特征峰的并行 XPS 像。线扫描表明图像的空间分辨约为 3 μm. 在样品的金和玻璃上选取一个 25 μm 的正方形区域。采集图像 4 分钟（ 采集谱峰像2 分钟， 采集本底2 分钟），不超过每 2 分钟采集一次谱。样品为绝缘体，需要使用电子中和枪控制样品荷电。