測光子、離子、電子的機器（Optics）設計完全不同，甚至測量同一種訊號源的機器也有非常多種設計，造成測量種類多樣化的原因有二，（一）測量方式因測量目標不同而異，（二）設計別的測量方式以便避開專利權。有興趣者請參考相關書目或上網查專利資料庫。下面只簡介測量電子訊號的方式與演進：最早而且持續扮演測量電子訊號的偵測器是低能量電子繞射儀（LEED）所採用的4 grid LEED Optics<圖1-04>，此種設計可用來執行低能量電子繞射實驗以及Auger電子能譜實驗。但用4 grid LEED Optics取得的 Auger訊號雜訊比（S/N ratio）很差<圖1-05>。早期為得到比較好的S/N比，在執行Auger實驗改用CMA電子能量量測器來量測。CMA電子能量量測器是Perkim Elmer公司的專利，在發展的過程中，因為要提升能量解析度，方便用來測ESCA的電子能譜，Perkim Elmer發展出Double Pass CMA Optics<圖1-07>，此種量測裝置雖提升能量解析度，卻犧牲了訊號強度，不利作影像分析。因此早期的分析系統常同時配有CMA和Double Pass CMA Optics以便同時進行Auger以及ESCA量測，例如某些PHI590機型就有這種設計。雖然Double Pass CMA Optics可大幅改善CMA的能量解析度，但其電子能量解析度遠不如Hemispherical Energy Analyzer或Spherical Energy Analyzer（目前約可達15meV），因Hemispherical Energy Analyzer<圖1-09、1-10>或Spherical Energy Analyzer的專利權屬於VG（Vacuum Generator），Perkim Elmer公司雖知Double Pass CMA Optics的電子能量解析度仍不夠好，在八十年代只能採取發展Double Pass CMA的策略。目前PHI（原隸屬於Perkim Elmer） 的ESCA系統已放棄Double Pass CMA的設計改採用Spherical Energy Analyzer，其Auger系統也更改CMA的設計，放棄Double pass的設計理念，回到Single pass架構，發展出以增加訊號強度為主的Field Emission CMA<圖1-08>，此種設計因速度快，有利於作Auger影像分析，適合半導體業用途，例如PHI670xi就是非常成功的機型，深受半導體廠喜愛。