光譜橢偏儀是利用橢圓偏振術(shù)對透明薄膜進(jìn)行無損測量的一種儀器，它是利用偏振光在薄膜上下表面的反射，通過菲涅耳公式得到光學(xué)參數(shù)和偏振態(tài)之間的關(guān)系來確定光學(xué)薄膜折射率和厚度。
光譜橢偏儀常用的光學(xué)元件有下列幾種：
1、光源
橢偏儀的理想光源是強度穩(wěn)定，從紫外到近紅外整個波長范圍內(nèi)輸出近似為常數(shù)，目前大多選用Xe或Hg-Xe燈是比較合理的，但是它在UV(低于260nm)強度較弱，而在880~1010nm具有很強的原子輻射譜線。也有采用激光作為光源，進(jìn)行單色橢偏測量。
2、偏振器件
偏振器是橢偏儀重要的光學(xué)元件，理想的偏振器只能傳遞在一個方向偏振的光，而不能傳遞任何沿著它垂直方向偏振的光。偏振器能將任何偏振態(tài)的光變成線偏振光并定向于傳輸軸。格蘭泰勒(方解石)偏振器射出光的偏振度達(dá)到百萬分之一，波長范圍為230~2200nm。
3、補償器
亦是延滯器，它可以精確地作90°(或1/4波長)的延滯。補償器可以由反折射薄片或拋光的斜方形晶體構(gòu)成。該元件的精確延滯與光學(xué)調(diào)整和所用光的波長有關(guān)。有的橢偏測量系統(tǒng)利用能將線偏振光變成園偏振光的補償器。特殊情況下，補償器能簡單地在兩垂直的線偏振器之間引入位相延滯。旋轉(zhuǎn)補償器與旋轉(zhuǎn)偏振器相結(jié)合能將非偏振光變成橢圓偏振光。
4、光束調(diào)制器
通常有幾種，一種是機械調(diào)制器(斬波器)，可以實現(xiàn)光束強度簡諧地調(diào)制為了隨后的同步探測;另一種是電光或磁光調(diào)制器，用于光束強度(電光)或偏振態(tài)(磁光)的簡諧擾動為了隨后的同步探測，這種調(diào)制器一般難以標(biāo)定和維護(hù)，對溫度敏感并且相當(dāng)昂貴?，F(xiàn)在還有一種光彈型調(diào)制器用于橢偏儀中。
5、探測器
通常用于橢偏儀的探測器有三種，即光電倍增管、硅光電池和InGaAs，前者對偏振態(tài)敏感，后兩種則不敏感，并且在很寬范圍內(nèi)對光束強度具有線性響應(yīng)。此外，也有采用硅光二極管列陣作為探測器的。
