光學系統的設計，無論是最簡單的濾光片還是最復雜的單色器，都必須高度重視每項性能技術指標。其中，最重要的是單色器的輸出能量與雜散光。例如，設計FD-I型熒光檢測器時，采用的是一組復合濾光片：一塊2mm厚的ZWB-1型紫外帶通濾光片和一塊J13-5型截止濾光片，用它從低壓汞燈發出的一系列紫外線光譜中，挑選出所需要的253. 7nm這條譜線作為熒光的激發光，后的熒光則采用不分光（總熒光量）的方式。這種靈敏度非常高的熒光檢測器，達到了國外同時期同類儀器的先進水平，后來實現了產業化。

光學系統的外光路設計，最重要的是充分利用燈泡發出的光通量，將光源發出的光通量盡量多地聚焦在人射狹縫上。為了達到這個目的，在設計FD-I型熒光檢測器時，采用過高次方的非球面石英聚光鏡，效果很好，但是成本過高，同時，高次方的非球面石英聚光鏡還存在色差。也有人采用柱面鏡作聚光鏡，效果也很好，但成本也較高。為了消除色差，一般采用反射鏡（沒有色差），效果都很好。

光度室設計一般比較簡單，要注意的是盡量保證進入樣品池的光（或射到樣品上的光）是平行光，還要保證光度室的材料的質量。