原子化器产生的自由原子受持征光源照射以后发出荧光，荧光通过检测器将光信号转变成电信号。常用的是光电倍增管，在多元素原子荧光分析仪中，也用光导摄象管、析象管做检测器。虽然在理论上各种检测器均可用于原子荧光光谱法的辐射信号的检测，但实际上已经广泛应用的只有光电倍增管。检测器与激发光束成直角配置，以避免激发光源对检测原子荧光信号的影响。光电倍增管的基本工作原理相当简单；照射在光阴极上的光子可能被反射、穿透或吸收。在吸收的情况下，才会有发射光电子的几率。光电倍增管的选择主要参照其光谱响应、阴极灵敏度、阳极灵敏度和暗电流等几个主要特征参数。

一、光谱响应

光电倍增管的阴极将入射光的能量转换为光电子。其转换效率（阴极灵敏度）随入射光的波长而变。这种光阴极灵敏度与入射光波长之间的关系叫做光谱响应特性。光谱响应特性的长波端取决于光阴极材料，短波端则取决于入射窗材料。光电倍增管的光谱响应特性特别重要，它是光电倍增管一项极其重要的关键指标。在相同条件下测得不同光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性，可以挑选、比较光电倍增管的相对灵敏度、响应峰值波长位置、长波和短波的响应极限等。光电倍增管的绝对阴极光谱响应特性可限制光电倍增管的使用范围，影响用光电倍增管作接收器的各类仪器仪表的整机灵敏度。

二、暗电流

光电倍增管在完全黑暗的环境中仍会有微小的电流输出。这个微小的电流叫做阳极暗电流，实际上相当于噪声的成分存在。阳极暗电流是决定光电倍增管对微弱光信号的检出能力的重要因素。

三、阴极光照灵敏度和阳极光照灵敏度

阴极光照灵敏度是使用钨灯产生的2856K色温光测试的每单位通量入射产生的阴极光电子电流，阳极光照灵敏度是每单位阴极上的入射光通量产生的阳极输出电流（经过二次发射极倍增后）。阴极灵敏度是原始的参考数据，反映的是阴极的光电转换效率。阳极灵敏度是最终输出数据，反映的是倍增管的电子增益能力。阴极和阳极光谱灵敏度是光电倍增管最重要的技术指标之一，决定光电倍增管的灵敏度。阴极光谱灵敏度取决于光阴极材料，阳极光谱灵敏度等于阴极光谱灵敏度和光电倍增管的电流放大倍数的积。