传统 XRD 的主要缺点在于，它通常基于具有高功率要求的庞大设备。此外，大多数传统仪器使用仲聚焦布拉格-布伦塔诺几何结构，提供高分辨率和高强度光束分析等优点，但需要应对非常精确的校直要求并需要精心制备样品。此外，这种几何结构要求从源到样品的距离是恒定的，并且等于样品到检测仪的距离。因此产生的误差常常导致相鉴定困难和量化不当。错误定位的样品、部分透明的样品或粗糙的样品可能导致不可接受的样品位移误差。样品平整度、粗糙度和位置限制通常会妨碍在线测量。如果入射 X 射线束是平行的，则需清除这些限制。

在平行光束 X 射线衍射分析中，可以使用多毛细管准直光学晶体来形成高强度平行 X 射线激发光束，从而在样品表面产生非常高的 X 射线强度。 X 射线衍射的定义是



对于平行光束的几何结构，样品位置可能发生变化，并且 XRD 系统不再受到使 X 射线源和样品之间的距离与样品和检测仪之间的距离相等这一限制。几何结构的灵活性可以适应现有的制造条件，并且可以用于更大范围的样品形状和尺寸。平行光束 XRD 不仅对与样品位移相关的误差不敏感；实际上还消除了所有其他众所周知的仪器误差函数，这些误差函数会导致非对称峰增宽，例如不平坦或粗糙的样品、轴向发散和样品透明度。因此，几乎无需样品制备。此外，通过使用多毛细管准直光学晶体，目标平行光束 XRD 系统可以与低功率 X 射线源相结合，从而减小了仪器尺寸和功率要求。使用 X 射线光学晶体的平行光束 XRD 已成功应用于薄膜分析、样品质地评估、晶相和结构监测、样品应力和应变研究等领域。

消除多个误差源以及降低仪器功率、尺寸、重量和成本的潜力使得平行光束 X 射线系统自然成为在线衍射系统的备选，用于制造和工艺环境中的质量控制和反馈。平行光束 XRD 已成功地应用于制药和钢铁工业中的相分布测量、超导体层和磁性膜的薄膜质地测量以及蛋白质结构测量的过程应用中。