顯微鏡學
光学或光学显微镜术涉及使透过样品或从样品反射的可见光通过单个或多个透镜，以允许样品的放大视图 。所得到的图像可以直接由眼睛检测，在照相底板上成像，或数字化捕获。
阴极射线发光
电子显微镜使用聚焦后的电子束照射于样品上；从样品中激发出的光通过某些光学系统（例如椭面镜）进行收集。光導纖維将这些光从显微镜内部传导出来后，单色器可以分离这些光所包含的不同波长成分，然后使用光电倍增管进行测量。若对显微镜视野内的区域进行扫描，并在电子束扫描到每一点时测量样品所发出的光；将这些测量结果汇集起来即可绘制出阴极射线发光的“分布图”，表现的是显微镜视野区域内光学活动的分布。另一种实验手段是仅让电子束照射样品上的某一固定点或固定区域，然后获取这一区域的光谱。如果用感光耦合元件代替光电倍增管，则可以测量全光學頻譜（高光譜影像）。