20世纪60年代早期，随着电子探针的发展，开始使用特征X射线辐射分析矿物标本。这项工作的一个附属产品是阴极发光观测，并迅速成为一个非常重要的独立研究领域，从而促使电子束源向更简单、显微镜式发展，使用冷阴极管作为该电子束源。
    冷阴极基础上的阴极发光仪是能谱分析系统的基础，正如RELION Ⅲ CL,该类型的电子枪用于阴极发光显微镜的附加装置（ CMA ）中，是基于冷阴极放电原理，相对电子显微探针（EMP）和扫描电子显微镜(SEM)应用泛，简单。它还提供了一个中和的环境，所以没必要使用具有导电涂层的样品，便于样品制备。电子轰击生成阴极发光的过程中会产生X射线。将X射线检测器用于阴极发光显微镜的附加装置中，结合阴极发光和透光观测，提供了快速元素分析这样一种通用功能。
                                                                               
阴极发光仪采用冷阴极的是电子枪，电子枪在冷阴极放电下产生电子束。系统工作气压一般在40到100毫托之间即可，当束流高达1mA的时候，电子枪内会产生1到25Kv的电子束。样品上的散聚焦射束点大约为10mm,点聚焦可以缩小到直径1mm或更小.
气压达到40到100毫托时，真空系统能够达到稳定值，阴极发光聚焦调节相对简单，这是已经可以看到阴极发光了。这样装置节约了高成本、高真空系统和相应的维修费，同时减少了很多不便之处。真空室能够自动或手动排除样品之间的气体，同时即使多次更换样品，真空室依然可以在2分钟或更短的时间内达到工作的状况。
阴极发光仪及能谱系统主要技术参数如下:
真  空  度：极限为0.25帕，限度保护样品。
电  子  枪：电子枪是一种水平式冷阴极电子束射线型，高达30 KV，通常使用在5 KV至25 KV之间调节。
阴 极 电压：0-30KV，过压保护。
电流：0.15-1mA，连续可测，过流保护。束流可到5mA。
聚      焦：能够散聚焦到点聚焦的调节功能，电子束光斑可根据样品适用要求调节。
探测器类型：硅漂移探测器 (SDD)、尺寸7mm2、10mm2，硅厚度500μm；(可选)
能量分辨率：145 eV；
信  噪  比: 8200:1
Be窗 厚度： 12.5um、25μm（可选）
具有以下主要特点：
1：价格实惠。
2: 操作的高速性。
3：操作和维护方便和简易。
4：采样准备工作简捷方便。
5：能够保持良好的光学显微镜的各项能力。
6：对于采样的显微照相处理能够方便实现。
7：具备普通透射光（TRL）, 偏振光（POL）, 阴极发光（CL）以及EDS的联合观测能力。