目前較成熟的主要是電荷注入器件Charge-InjectionDetector（CID）、電荷耦合器件Charge-CoupledDetector（CCD）。
在這兩種裝置中，由光子產生的電荷被收集並儲存在金屬-氧化物-半導體（MOS）電容器中，從而可以準確地進行象素定址而滯後極微。這兩種裝置具有隨機或準隨機象素定址功能的二維檢測器。可以將一個CCD看作是許多個光電檢測模擬移位暫存器。在光子產生的電荷被貯存起來之後，它們近水平方向被一行一行地通過一個高速移位暫存器記錄到一個前置放大器上。最後得到的信號被貯存在計算機里。
CCD器件的整個工作過程是一種電荷耦合過程，因此這類器件叫電荷耦合器件。對於CCD器件，當一個或多個檢測器的象素被某一強光譜線飽和時，便會產生溢流現象。即光子引發的電荷充滿該象素，並流入相鄰的象素，損壞該過飽和象素及其相鄰象素的分析正確性，並且需要較長時間才能便溢流的電荷消失。為了解決溢流問題，套用於原子光譜分析的CCD器件，在設計過程中必須進行改進，例如：進行分段構成分段式電荷耦合器件（SCD），或在象表上加裝溢流門，並結合自動積分技術等。
CID是一種電荷注入器件（Charge-InjectedDevice），其基本結構與CCD相似，也是一種MOS結構，當柵極上加上電壓時，表面形成少數載流子（電子）的勢阱，入射光子在勢阱鄰近被吸收時，產生的電子被收集在勢阱里，其積分過程與CCD一樣。
CID與CCD的主要區別在於讀出過程，在CCD中，信號電荷必須經過轉移，才能讀出，信號一經讀取即刻消失。而在CID中，信號電荷不用轉移，是直接注入體內形成電流來讀出的。即每當積分結束時，去掉柵極上的電壓，存貯在勢阱中的電荷少數載流子（電子）被注入到體內，從而在外電路中引起信號電流，這種讀出方式稱為非破壞性讀取（Non-DestructiveReadOut）,簡稱：NDRO．CID的NDRO特性使它具有最佳化指定波長處的信噪比（S/N）的功能。
同時CID可定址到任意一個或一組象素，因此可獲得如“相板”一樣的所有元素譜線信息。
