原子发射光谱仪用光电转换器件有光电倍增管和电荷转移器件两种。由光电转换器将光强度转换成电信号，在积分放大后，通过输出装置给出定性或定量分析结果。
一、光电倍增管
光电倍增管由光阴极、倍增极和阳极构成。原子发射光谱分析要求选用低暗电流的管子，其光阴极材料依据分光系统波段范围来选择。如紫外光区要选用Cs-Sb阴极和石英窗的管子；可见光区用Ag-Bi-O-Cs阴极的管子，近红外区则用Ag-O-Cs阴极的管子。由于光谱分析的工作波长范围较宽，往往采用2~3个光管倍增管组合成光电检测系统。为了获得较好的测量精密度，使用时光电倍增管电压必须要高于一个定值，以获得一定的光电流值。超过此值后，增加光电倍增管电压无助于提高分析精密度。
二、信号处理单元
光电倍增管输出的电压信号需经处理再输入到计算机。信号处理的目的是增加测量准确度及线性动态范围。有几种处理方式。
一种是将输出的光电流用电容器积分，将积分电压(V)信号经VF转换成频率(F)数字信号，再经计算机处理。
另一种是将光电信号进行分段积分。分段积分是将光电信号经电容作电荷累积，在曝光积分期间，计算机每隔一定时间间隔(如20ms)询问积分器一次，通过控制器接口，依次将积分电容与运算放大器接通，并经A/D转换为数字信号送入计算机，计算机判断此电压是否大于或等于某一数值(如积分电压的最大值的一半为5V)，若大于等于该值，则令相应开关将电容器短路，使积分电容放电，并将相应数字存在内存单元，再开启相应短路开关，让积分器继续充电。若判断此电压值小于该值，则不做进一步处理，让电容继续充电积分。上述充电积分、充电过程反复进行，直至曝光结束，计算机将各次积分电压累加。这种积分方式多用在多通道光谱仪器。由于分段积分最后累加，可以扩大测量动态范围，并增加测量精密度。