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橢偏儀使用偏振光來(lái)測(cè)量薄膜或界面參數(shù)，通過(guò)測(cè)量被測(cè)樣品反射（或透射）光偏振態(tài)的變化，并沒(méi)有得到樣品參數(shù)，是一種集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科于一體的薄膜無(wú)損分析智能儀器，主要用于測(cè)量光學(xué)膜厚和光學(xué)常數(shù)、多層膜厚和光學(xué)常數(shù)、碳鍍盤(pán)的碳層厚度和光學(xué)常數(shù)、潤(rùn)滑層的厚度和表面粗糙度、各種半導(dǎo)體及其氧化物的組成、化合物的組成半導(dǎo)體、梯度膜和透明膜的折射率和厚度等。
在早期的消光橢偏儀中，偏光片和偏光片的消光位置是手動(dòng)控制的，系統(tǒng)的測(cè)量時(shí)間為幾十分鐘。如果我們需要獲取大量的測(cè)量數(shù)據(jù)，比如多入射角測(cè)量，手動(dòng)控制消光橢偏儀所需的時(shí)間太長(zhǎng)，自動(dòng)化是非常必要的。一種自動(dòng)化方案是用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏光片和偏光片，但該方案仍然需要用眼睛觀察表盤(pán)讀數(shù)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化。
消光橢偏儀實(shí)際上測(cè)量的是角度而不是光通量，由光源的不穩(wěn)定性和探測(cè)器的非線性引起的誤差很小。早期直接使用人眼作為探測(cè)器。由于人眼對(duì)光的“零”信號(hào)非常敏感，因此精度可以達(dá)到亞納米級(jí)。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，檢測(cè)系統(tǒng)中逐漸采用光電倍增管等光電探測(cè)器。
橢偏儀是一種利用光偏振態(tài)的變化來(lái)表征薄膜性質(zhì)的儀器。主要用于測(cè)量薄膜的厚度、NK參數(shù)等性能。主要原理是將自然光（紫外光、可見(jiàn)光和紅外光）變成全偏振光，以一定角度入射到樣品上。進(jìn)入樣品介質(zhì)后，偏振光將被反射回偏振器。因?yàn)闃悠方橘|(zhì)會(huì)改變偏振光的偏振狀態(tài)，而這種變化會(huì)被測(cè)量到，橢偏儀利用介質(zhì)改變偏振光性質(zhì)的原理來(lái)表征介質(zhì)的性質(zhì)。
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