入射光束(线偏振光)的电场可以在两个垂直平面上分解为矢量元。P平面包含人射光和出射光,s平面则是与这个平面垂直。类似地,SC29332VG反射光或透射光是典型的椭圆偏振光,因此仪器被称为椭偏仪。在物理学上,偏振态的变化可以用复数.其中,△是反射束和人射束的偏振态的相位差,矽表征反射时振幅的变化,取值在0°~90°之间。P平面和S平面上的Fresnd反射系数分别用复函数‰和⌒来表示。椭圆偏光法最基本的方程式就是的关系。根据这个方程,可以推出样品的厚度和折射率等信息。数学表达式可以用Maxwcll方程在不同材料边界上的电磁辐射推导得到,是人射角,是折射角。人射角为入射光束和待研究表面法线的夹角c通常椭偏仪的人射角范围是45°~90°。这样在探测材料属性时可以提供最佳的灵敏度。每层介质的折射率可以用下面的复函数表示,通常称″为折射率,称乃为消光系数。这两个系数用来描述入射光如何与材料相互作用,它们被称为光学常数。实际上,尽管这个值是随着波长、温度等参数变化而变化的。当待测样品周围介质是空气或真空的时候,N。的值通常取1。

   如果已知薄膜的厚度、折射率和消光系数以及基底的折射率和消光系数,罔定波长和人射角,可以计算出相应的△和矽。改变厚度,可以得到不同的△和矽,根据这些数据作出△和矽迹线,如图16.6所示。对于消光系数为0的电介质薄膜,迹线在一定厚度时闭合,这个厚度称为周期厚度Tk,T‘代表迹线完整一周的路径。膜厚继续增大,迹线会沿着同样的路径再循环一周。这样,就会出现在相同的波长和人射角时厚度不同,而且厚度的差值是T(的整数倍。当近似厚度 未知,只用单一波长、单一入射角测量时,不能决定这些不同的厚度值中哪一个是正确的结果。