橢偏儀利用偏振光測量薄膜或界面參量，通過測量被測樣品反射(或透射)光線偏振狀態(tài)的變化未獲得樣品參量，是一種光、機、電、計算機等多學科綜合的、用于薄膜無損分析的智能化儀器。橢偏儀主要用于測量光學膜層厚度和光學常數(shù)、多層膜厚度和光學常數(shù)、鍍碳磁盤的碳層厚度和光學常數(shù)以及潤滑層的厚度和表面粗糙度、各種半導體及其氧化物的成分、化合物半導體的成分、梯度膜層和透明薄膜的折射率和厚度等。 橢偏儀的應用|特點|選購

橢偏儀是一種用于探測薄膜厚度、光學常數(shù)以及材料微結構的光學測量儀器。橢偏儀通過測量光在介質表面反射前后偏振態(tài)變化，獲得材料的光學常數(shù)和結構信息，具有測量精度...[查看全部] 橢偏儀的發(fā)展歷史|趨勢

橢偏儀從1945年問世以來，人們在這個領域里，無論在理論上或應用上都做了大量工作，隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了多種新型的智能化的儀器裝置，以適應當前薄膜科學的發(fā)展。橢偏儀的發(fā)展歷史

1887年，Drudediyi次提出橢偏理論，并建立了diyi套實驗裝置，成功地測量了18種金屬的光學常數(shù)。1945年，Rothendiyi次提出了“Ellipsometer”(橢偏儀)一詞。之后，橢偏儀有了長足發(fā)展，已被廣泛應用于薄膜測量領域。

根據(jù)工作原理，橢偏儀主要分為消光式和光度式兩類。在普通橢偏儀的基礎上，又發(fā)展了橢偏光譜儀、紅外橢偏儀、成像橢偏儀和廣義橢偏儀。消光式橢偏儀

消光式橢偏儀包括光源、起偏器P、補償器C、檢偏器A和探測器。消光式橢偏儀通過旋轉起偏器和檢偏器，找出起偏器、補償器和檢偏器的一組方位角(P、C、A)，使入射到探測器上的光強Z小。由這組消光角得出橢偏參量Y和D。

在橢偏儀的發(fā)展初期，作為唯yi的光探測器，人眼只能探測到信號光的存在或消失，因而早期橢偏儀的類型都是消光式。

早期的消光式橢偏儀起偏器和檢偏器的消光位置為手動控制，系統(tǒng)的測量時間為數(shù)十分鐘。如需獲得大批測量數(shù)據(jù)，例如多入射角測量，手動控制消光式橢偏儀所需時間太長，橢偏儀的自動化就十分必要了。一種自動化實現(xiàn)方案是用伺服馬達驅動起偏器和檢偏器，但是該方案仍舊需要用眼觀測刻度盤讀數(shù)，并未實現(xiàn)真正的自動化。

消光式橢偏儀實際上測量的是角度而不是光通量，光源的不穩(wěn)定性和探測器的非線性所導致的誤差較小。早期的消光式橢偏儀直接用人眼作為探測器，由于人眼對光的“零”信號非常敏感，使得消光式橢偏儀的精度可以達到亞納米量級。1945年Rothen制作的消光式橢偏儀對薄膜厚度的測量精度可達到0.03nm。為了實現(xiàn)自動化，探測系統(tǒng)逐漸采用光電倍增管等光電探測器。光電探測器在小光強時的信噪比較低，將會增大偏振器... 查看全文 與橢偏儀的發(fā)展歷史|趨勢相關文章 橢偏儀的發(fā)展歷史|趨勢 橢偏儀的原理|結構

橢偏儀是利用橢圓偏振術對透明薄膜進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參數(shù)和偏振態(tài)之間的關系來確定光學薄膜折射率和厚度。橢偏儀的工作原理

橢偏儀是一種偏振態(tài)測試設備。假設所用的探測光為1**%的偏振光(線偏振、圓偏振或橢圓偏振光)。橢偏儀從光源開始到探測器，其間可以配置各種光學元件，根據(jù)光學元件配置的不同可以有三種型式的橢偏儀結構：零偏振型、偏振調制型和回轉元件型等。

“零”偏振型橢偏儀：

零偏振型橢偏儀一般結構如下所示：光源→起偏器→補償器→樣品→檢偏器→探測器

為了進行測試，起偏器、補償器和檢偏器調整到“零”(消化)。通常手動完成，橢偏儀測量過程緩慢且難以作分光測量，但是比較精確，系統(tǒng)誤差較小。

偏振調制型橢偏儀：

偏振調制型橢偏儀一般結構如下所示：光源→起偏器→調制器→樣品→檢偏器→探測器

調制器是反映時間與延滯的關系，典型的可以達到50kHz的高速。高速調制理論上能達到很快的數(shù)據(jù)采集(每點10ms)。為了達到滿意的信噪比，要求高能光源(如激光)或較長的積分時間。信噪比是與測量時收集到多少光子有關。為了實現(xiàn)分光測量必須對每一波長調整調制幅度。由于調制器對環(huán)境溫度有很強的敏感性，因而橢偏儀標定的穩(wěn)定性較差。

回轉元件型橢偏儀：

回轉元件型橢偏儀是總有一個偏振元件以10~60Hz的速度回轉。上述兩種橢偏儀結構在起偏器后包括有一個延滯元件。如果只用二個偏振元件(起偏器和檢偏器)，其優(yōu)點是光學性能近似于理想，在寬光譜區(qū)域接近消色(1：1000000)，而且比較容易安裝和調整;缺點則是當△接近0°或180°時靈敏度較低(當然偏振調制型在ψ接近45°時也會損失靈敏度)?；剞D元件型基本上克服了上述缺點?；剞D型橢偏儀加上自動位相補償器在0~36°范圍內準確地測量△。

回轉元件型橢偏儀可以有兩種結構方案：

①回轉起偏... 查看全文 與橢偏儀的原理|結構相關文章 橢偏儀的原理|結構 橢偏儀的應用|特點|選購

橢偏儀是一種用于探測薄膜厚度、光學常數(shù)以及材料微結構的光學測量儀器。橢偏儀通過測量光在介質表面反射前后偏振態(tài)變化，獲得材料的光學常數(shù)和結構信息，具有測量精度高、非接觸、無破壞且不需要真空等優(yōu)點。橢偏儀的特點

1、橢偏儀測量的對象廣泛，可以測量透明膜，無膜固體樣品，多層膜，吸收膜和眾多性能不同、厚度不同、吸收程度不同的薄膜，甚至是強吸收的薄膜。

2、被測量的薄膜大小尺寸可以很小，只要1mm即可測量，小于光斑的大小。

3、橢偏儀方式靈活，既可以測量反射膜，也可以測量透射膜。

4、橢偏儀測量的速度很快。

5、在各種粒子束分析測試技術中，光束引起的表面損傷以及導致的表面結構改變是Z小的。

6、在橢偏光譜中，被測對象的結構信息(電子的、幾何的)是蘊含在反射(或透射)出來的偏振光束中，通過光束本身與物質相互作用前后產(chǎn)生的偏振狀態(tài)(振幅、相位)的改變反映出來。

7、橢偏儀測量精度高。橢偏光譜的工作原理雖然建立在經(jīng)典電磁波理論上，但實際上它有原子層級的靈敏度。對薄膜的測量準確度可以達到1nm，相當于單原子層的厚度。

8、非苛刻性測量。樣品可以是塊體材料與薄膜，由于它可測得物質在一個波長范圍內介電函數(shù)的實部和虛部，信息量較多，可對固體樣品作精細分析。

9、橢偏儀能同時分別測量出幾個物理量。橢偏光譜可直接得到光學常數(shù)的實部和虛部，不需要K-K關系。橢偏儀的應用

隨著應用與需求的擴大，橢偏儀可以應用到物理、化學、材料學、微電子技術、薄膜技術、冶金學、天文學、生物和醫(yī)學等方面。

1、固體薄膜光學性質的測量：

應用橢偏儀可對單層吸收膜、雙層膜及多層膜進行測量，得到材料的光學常數(shù)折射率N和吸收系數(shù)K，進而得到其介電常數(shù)。近年來橢偏儀也實現(xiàn)了對離子注入損傷分布的測量、超晶格、粗糙表面、界面的測量。

2、物理吸附和化學吸附：

用橢偏儀在現(xiàn)場且無損地研究過與氣態(tài)、液態(tài)周圍媒質... 查看全文 與橢偏儀的應用|特點|選購相關文章 橢偏儀的應用|特點|選購