เซลล์ดูดซับแบบ หลายทางผ่านหรือแบบทางยาวมักใช้ในสเปกโทรสโกปีเพื่อวัดส่วนประกอบที่มีความเข้มข้นต่ำ หรือเพื่อสังเกตสเปกตรัมที่อ่อนในก๊าซหรือของเหลว ความก้าวหน้าสำคัญหลายประการเกิดขึ้นในด้านนี้ตั้งแต่ทศวรรษ 1930 และการวิจัยเกี่ยวกับแอปพลิเคชันที่หลากหลายยังคงดำเนินต่อไปจนถึงปัจจุบัน

โดยทั่วไปแล้ว เป้าหมายของเซลล์ตัวอย่างประเภทนี้คือการปรับปรุงความไวในการตรวจจับโดยการเพิ่มความยาวเส้นทางแสง ทั้งหมดที่เดินทางผ่านปริมาตรตัวอย่างขนาดเล็กคงที่ โดยหลักการแล้ว ความยาวเส้นทาง ที่ยาวขึ้น จะส่งผลให้ความไวในการตรวจจับสูงขึ้น ต้องใช้กระจกโฟกัสเพื่อเปลี่ยนทิศทางลำแสงที่จุดสะท้อนแต่ละจุด ส่งผลให้ลำแสงถูกจำกัดอยู่ในพื้นที่ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าตามเส้นทางที่ควบคุมได้จนกว่าจะออกจากโพรง แสง เอาต์พุตของเซลล์เป็นอินพุตของตัวตรวจจับแสง ( ทรานสดิวเซอร์ชนิดพิเศษ) ซึ่งตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเฉพาะในคุณสมบัติของลำแสงที่เกิดขึ้นระหว่างการปฏิสัมพันธ์กับตัวอย่างทดสอบ ตัวอย่างเช่น ตัวอย่างอาจดูดซับพลังงานจากลำแสง ส่งผลให้ เอาต์พุต ลดลงซึ่งสามารถตรวจจับได้โดยทรานสดิวเซอร์ เซลล์แบบหลายทางผ่านแบบดั้งเดิมสองเซลล์เรียกว่าเซลล์ไวท์และเซลล์เฮอร์ริออต^{[ 1 ]}

ในช่วงปลายทศวรรษ 1930 August Pfundได้ใช้เซลล์แบบสามทางผ่านดังที่แสดงไว้ข้างต้นสำหรับการศึกษาบรรยากาศ เซลล์นี้ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อเซลล์ Pfund สร้างขึ้นโดยใช้กระจกทรงกลมสองบานที่เหมือนกัน โดยแต่ละบานมีรูที่เจาะไว้อย่างระมัดระวังตรงกลาง ระยะห่างระหว่างกระจกทั้งสองเท่ากับความยาวโฟกัสของ กระจก แหล่งกำเนิด แสงเข้าจากรูในกระจกบานใดบานหนึ่ง ถูกเปลี่ยนทิศทางสองครั้งที่จุดสะท้อนสองจุด แล้วจึงออกจากเซลล์ผ่านกระจกอีกบานหนึ่งในรอบที่สาม เซลล์ Pfund เป็นหนึ่งในตัวอย่างแรกๆ ของเทคนิคสเปกโทรสโกปีประเภทนี้ และเป็นที่รู้จักจากการใช้หลายรอบผ่าน ^{[ 2 ]}

เซลล์ไวท์ได้รับการอธิบายครั้งแรกในปี พ.ศ. 2485 โดยJohn U. Whiteในบทความของเขาเรื่อง^Long Optical Paths of Large Aperture [ ^{3 ]}และเป็นการปรับปรุงที่สำคัญเหนือ เทคนิคการวัด สเปกโตรสโคปิก แบบเส้นทางยาวก่อนหน้านี้ เซลล์ไวท์สร้างขึ้นโดยใช้กระจกทรงกลม เว้าสามบาน ที่มีรัศมีโค้งเท่ากัน กระจกเหล่านี้แยกจากกันด้วยระยะเท่ากับรัศมีโค้งของกระจก ภาพเคลื่อนไหวทางด้านขวาแสดงเซลล์ไวท์ซึ่งลำแสง ทำการ สะท้อนหรือเคลื่อนที่ผ่านแปดครั้ง จำนวนการเคลื่อนที่ผ่านสามารถเปลี่ยนแปลงได้ค่อนข้างง่ายโดยการปรับการหมุนเล็กน้อยให้กับ M2 หรือ M3 อย่างไรก็ตาม จำนวนการเคลื่อนที่ผ่านทั้งหมดจะต้องเป็นทวีคูณของสี่เสมอ ลำแสงที่เข้าและออกจะไม่เปลี่ยนตำแหน่งเมื่อมีการเพิ่มหรือลดการเคลื่อนที่ผ่าน ในขณะที่จำนวนการเคลื่อนที่ผ่านทั้งหมดสามารถเพิ่มขึ้นได้หลายเท่าโดยไม่ต้องเปลี่ยนปริมาตรของเซลล์ ดังนั้นความยาวเส้นทางแสงทั้งหมดจึงสามารถทำให้มีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับปริมาตรของตัวอย่างที่กำลังทดสอบ จุดจากลำแสงที่ผ่านเข้ามาในแต่ละรอบสามารถทับซ้อนกันบนกระจก M2 และ M3 ได้ แต่ต้องแยกออกจากกันบนกระจก M1 หากลำแสงขาเข้าถูกโฟกัสอยู่ในระนาบของ M1 ลำแสงที่ผ่านเข้ามาในแต่ละรอบก็จะถูกโฟกัสอยู่ในระนาบนี้เช่นกัน ยิ่งการโฟกัสแคบลงเท่าใด ก็ยิ่งมีจุดที่ไม่ทับซ้อนกันบน M1 มากขึ้นเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ ความยาวเส้นทางสูงสุดก็จะยิ่งสูงขึ้น

ในปัจจุบันเซลล์สีขาวยังคงเป็นเซลล์แบบหลายทางที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดและมีข้อดีหลายประการ^{[ 4 ]}ตัวอย่างเช่น

• จำนวนการวนซ้ำสามารถควบคุมได้อย่างง่ายดาย
• ช่วยให้สามารถใช้ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขสูงได้
• มันค่อนข้างเสถียร (แต่ไม่เสถียรเท่าเซลล์เฮอร์ริออตต์)

เซลล์เม็ดเลือดขาวมีระยะทางเดินตั้งแต่ไม่ถึงหนึ่งเมตรไปจนถึงหลายร้อยเมตร^{[ 5 ]}

เซลล์ Herriott ปรากฏขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2508 เมื่อDonald R. Herriottและ Harry J. Schulte ตีพิมพ์Folded Optical Delay Linesขณะอยู่ที่Bell Laboratories [ ^{6 ] เซลล์} Herriott ประกอบด้วยกระจกทรงกลมสองบานที่อยู่ตรงข้ามกัน มีการเจาะรูในกระจกบานหนึ่งเพื่อให้ลำแสงขาเข้าและขาออกเข้าและออกจากโพรง หรืออีกทางหนึ่ง ลำแสงอาจออกทางรูในกระจกอีกบานหนึ่ง ด้วยวิธีนี้ เซลล์ Herriott สามารถรองรับแหล่งกำเนิดแสงหลายแหล่งได้โดยการจัดให้มีรูทางเข้าและทางออกหลายรูในกระจกบานใดบานหนึ่ง แตกต่างจากเซลล์ White จำนวนการผ่านจะถูกควบคุมโดยการปรับระยะห่าง D ระหว่างกระจกทั้งสองบาน เซลล์นี้ยังใช้กันทั่วไปและมีข้อดีบางประการ^{[ 4 ]}เหนือเซลล์ White:

• มันเรียบง่ายกว่าเซลล์สีขาว โดยมีกระจกเพียงสองบานที่จัดวางได้ง่ายกว่าและมีความเสี่ยงต่อการรบกวนทางกลของเซลล์น้อยกว่า
• อาจมีความเสถียรมากกว่าเม็ดเลือดขาว

อย่างไรก็ตาม เซลล์เฮอร์ริออตไม่รองรับ ลำแสงที่ มีค่ารูรับแสงเชิงตัวเลข สูง นอกจากนี้ ต้องใช้กระจกขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อต้องการความยาวเส้นทางที่ยาวขึ้น

เซลล์แบบมัลติพาสอีกประเภทหนึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าเซลล์สะท้อนแสงแบบมัลติพาสทรงกลม เซลล์เหล่านี้ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดย Thoma และคณะในปี 1994 ^{[ 7 ]} เซลล์ดังกล่าวอาศัยการจัดเรียงกระจกเป็นวงกลม ลำแสงเข้าสู่เซลล์ภายใต้มุมหนึ่งและแพร่กระจายในรูปแบบรูปดาว (ดูภาพด้านขวา) ความยาวเส้นทางในเซลล์แบบมัลติพาสทรงกลมสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการปรับมุมตกกระทบของลำแสง ข้อดีคือความทนทานต่อความเครียดทางกล เช่น การสั่นสะเทือนหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ นอกจากนี้ เซลล์แบบมัลติพาสทรงกลมยังโดดเด่นเนื่องจากปริมาตรการตรวจจับที่เล็ก^{[ 8 ]}การแพร่กระจายของลำแสงที่เสถียรทำได้โดยการสร้างจุดสะท้อนแต่ละจุดเพื่อสร้างการจัดเรียงกระจกที่ไม่เป็นศูนย์กลาง^{[ 9 ] [ 10 ]} ในกรณีพิเศษ จะใช้กระจกทรงกลม ทำให้สามารถปรับมุมตกกระทบได้อย่างต่อเนื่อง ข้อเสียของโครงสร้างเซลล์ทรงกลมนี้คือการจัดเรียงกระจกที่เป็นศูนย์กลางโดยธรรมชาติ ซึ่งนำไปสู่ภาพที่ไม่สมบูรณ์หลังจากมีการสะท้อนจำนวนมาก

เซลล์เรย์มอนด์ หรือที่รู้จักกันในชื่อ เซลล์ตัวอย่างโฟกัสร่วม (SFSC) เป็นเซลล์ออปติคอลแบบหลายทางผ่านที่คิดค้นโดยโจเซฟ อาร์. เดเมอร์ส ในปี 2020 สำหรับการทำสเปกโทรสโกปีเทราเฮิร์ต ซ์ บนตัวอย่างของแข็ง^{[ 11 ]}เซลล์นี้ใช้กระจกวงแหวนหลายคู่ที่จัดเรียงเพื่อให้ลำแสงถูกโฟกัสซ้ำๆ เข้าสู่ศูนย์กลางของห้องในขณะที่แพร่กระจายไปรอบๆ โพรง รูปทรงเรขาคณิตนี้ช่วยให้สามารถผ่านตัวอย่างของเหลวหรือของแข็งขนาดเล็กมากที่วางไว้ที่จุดโฟกัสร่วมได้หลายครั้ง ซึ่งจะเพิ่มความไวในขณะที่ลดปริมาตรตัวอย่างที่ต้องการให้น้อยที่สุด แตกต่างจากเซลล์แบบหลายทางผ่านทรงกลม เซลล์เรย์มอนด์ช่วยให้ลำแสงผ่านศูนย์กลางของโพรงโดยตรงในขณะที่ยังคงรักษาภาพที่ชัดเจนในระหว่างการแพร่กระจาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะของกระจกวงแหวนที่ใช้ การจัดตำแหน่งอาจยุ่งยากกว่าและมีต้นทุนโดยรวมสูงกว่าการออกแบบแบบหลายทางผ่านทั่วไป