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橢偏儀使用偏振光來測量薄膜或界面參數，通過測量被測樣品反射（或透射）光偏振態的變化，并沒有得到樣品參數，是一種集光、機、電、計算機等多學科于一體的薄膜無損分析智能儀器，主要用于測量光學膜厚和光學常數、多層膜厚和光學常數、碳鍍盤的碳層厚度和光學常數、潤滑層的厚度和表面粗糙度、各種半導體及其氧化物的組成、化合物的組成半導體、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控制的，系統的測量時間為幾十分鐘。如果我們需要獲取大量的測量數據，比如多入射角測量，手動控制消光橢偏儀所需的時間太長，自動化是非常必要的。一種自動化方案是用伺服電機驅動偏光片和偏光片，但該方案仍然需要用眼睛觀察表盤讀數，沒有實現真正的自動化。
消光橢偏儀實際上測量的是角度而不是光通量，由光源的不穩定性和探測器的非線性引起的誤差很小。早期直接使用人眼作為探測器。由于人眼對光的“零”信號非常敏感，因此精度可以達到亞納米級。為了實現自動化，檢測系統中逐漸采用光電倍增管等光電探測器。
橢偏儀是一種利用光偏振態的變化來表征薄膜性質的儀器。主要用于測量薄膜的厚度、NK參數等性能。主要原理是將自然光（紫外光、可見光和紅外光）變成全偏振光，以一定角度入射到樣品上。進入樣品介質后，偏振光將被反射回偏振器。因為樣品介質會改變偏振光的偏振狀態，而這種變化會被測量到，橢偏儀利用介質改變偏振光性質的原理來表征介質的性質。
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