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，则可以测量全光学频谱（高光谱影像）。基于电子显微镜的阴极射线发光实验手段的主要优势是其空间分辨率。扫描电镜的分辨率一般在几十纳米左右；（扫描）透射电子显微镜的分辨率甚至能达到几个纳米。另外，如果使用脉冲式的电子源甚至可以实现时间分辨率达到纳秒到皮秒级别的测量，可被应用于低维度半导体结构（例如量子阱和量子点）的研究。虽然基于电子显微镜的阴极射线发光探测仪提供了较高的放大倍数，但基于光学显微镜的阴极射线