入射光束(線偏振光)的電場可以在兩個垂直平面上分解為矢量元。P平面包含人射光和出射光,s平面則是與這個平面垂直。類似地,SC29332VG反射光或透射光是典型的橢圓偏振光,因此儀器被稱為橢偏儀。在物理學(xué)上,偏振態(tài)的變化可以用復(fù)數(shù).其中,△是反射束和人射束的偏振態(tài)的相位差,矽表征反射時振幅的變化,取值在0°~90°之間。P平面和S平面上的Fresnd反射系數(shù)分別用復(fù)函數(shù)‰和⌒來表示。橢圓偏光法最基本的方程式就是的關(guān)系。根據(jù)這個方程,可以推出樣品的厚度和折射率等信息。數(shù)學(xué)表達式可以用Maxwcll方程在不同材料邊界上的電磁輻射推導(dǎo)得到,是人射角,是折射角。人射角為入射光束和待研究表面法線的夾角c通常橢偏儀的人射角范圍是45°~90°。這樣在探測材料屬性時可以提供最佳的靈敏度。每層介質(zhì)的折射率可以用下面的復(fù)函數(shù)表示,通常稱″為折射率,稱乃為消光系數(shù)。這兩個系數(shù)用來描述入射光如何與材料相互作用,它們被稱為光學(xué)常數(shù)。實際上,盡管這個值是隨著波長、溫度等參數(shù)變化而變化的。當(dāng)待測樣品周圍介質(zhì)是空氣或真空的時候,N。的值通常取1。

   如果已知薄膜的厚度、折射率和消光系數(shù)以及基底的折射率和消光系數(shù),罔定波長和人射角,可以計算出相應(yīng)的△和矽。改變厚度,可以得到不同的△和矽,根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出△和矽跡線,如圖16.6所示。對于消光系數(shù)為0的電介質(zhì)薄膜,跡線在一定厚度時閉合,這個厚度稱為周期厚度Tk,T‘代表跡線完整一周的路徑。膜厚繼續(xù)增大,跡線會沿著同樣的路徑再循環(huán)一周。這樣,就會出現(xiàn)在相同的波長和人射角時厚度不同,而且厚度的差值是T(的整數(shù)倍。當(dāng)近似厚度 未知,只用單一波長、單一入射角測量時,不能決定這些不同的厚度值中哪一個是正確的結(jié)果。