Lựa chọn hình học và tối ưu hóa hệ thống quang học của máy đo nhiễu xạ bột là công nghệ cốt lõi để nâng cao chất lượng dữ liệu nhiễu xạ, thiết kế của nó cần chú ý đến hiệu quả tập trung, độ phân giải và tính tiện lợi của thao tác.
Sự lựa chọn hình học của máy đo góc bị chi phối bởi hình học Prague-Brentano (BB), đạt được điều kiện gần như tập trung bằng cách xoay mẫu phẳng với máy dò với tỷ lệ vận tốc góc 2: 1. Bán kính vòng tròn lấy nét của hình học này thay đổi theo góc diễn xuất, với điểm trung tâm của mẫu được đặt nghiêm ngặt trên vòng tròn lấy nét, trong khi sự mất nét tồn tại ở vùng rìa, nhưng cường độ cao hơn có thể được duy trì ở vị trí đỉnh nhiễu xạ bằng cách kiểm soát độ phân tán ánh sáng tới, chẳng hạn như sử dụng các khe biến đổi. Đối với các mẫu có hình dạng phức tạp (chẳng hạn như chân răng), phương pháp nghiêng được xoay quanh trục ngang bằng mẫu, làm cho hình học nhiễu xạ không bị ảnh hưởng bởi sự hấp thụ và nâng độ chính xác nhiễu xạ góc thấp, đặc biệt thích hợp để đo ứng suất dư.
Tối ưu hóa hệ thống quang học tập trung vào việc nâng cấp mô-đun đường quang. Hình học BB truyền thống dựa vào khe phân kỳ (DS) so với khe tiếp nhận (RS) để kiểm soát độ phân kỳ của chùm tia, trong khi các thiết bị hiện đại được giới thiệu vào khe sollerSlits để hạn chế sự phân kỳ theo chiều dọc thông qua các mảng kim loại song song, điều khiển góc phân kỳ theo trục trong vòng 2,26 °, làm giảm đáng kể hiệu ứng bokeh. Các hệ thống đường dẫn ánh sáng song song, chẳng hạn như gương Göbel, chuyển đổi các tia X phân kỳ thành các chùm song song thông qua phản xạ màng nhiều lớp, loại bỏ nhiễu xạ Kbeta với ánh sáng trắng và nâng độ phân giải đỉnh nhiễu xạ. Ví dụ, hệ thống đường dẫn quang TRIO của Brook D8Discover nhiễu xạ có thể tự động chuyển đổi hình học BB, hình học ánh sáng song song và đường dẫn ánh sáng đơn sắc có độ phân giải cao để đáp ứng nhu cầu kiểm tra đa dạng của bột, màng mỏng và màng mở rộng đơn tinh thể.
Mục tiêu được tối ưu hóa phối hợp với máy dò để loại bỏ hơn nữa nhiễu huỳnh quang. Đối với các mẫu chứa đồng và niken, mô-đun BBHD có thể lọc ánh sáng trắng liên tục và bức xạ Kbeta; Đối với các nguyên tố sắt, coban, mangan, máy dò phân tán năng lượng toàn bước sóng 1Der loại bỏ nền huỳnh quang bằng độ phân giải năng lượng 340 eV. Ví dụ, mô-đun BBHD mục tiêu coban kết hợp với máy dò 1Der để xác định rõ ràng đỉnh nhiễu xạ yếu của carburite Fe3C trong các mẫu thép, phá vỡ giới hạn phát hiện của đường dẫn ánh sáng truyền thống.