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光譜橢偏儀是一種用于探測薄膜厚度、光學常數以及材料微結構的光學測量儀器。由于測量精度高，適用于超薄膜，與樣品非接觸，對樣品沒有破壞且不需要真空，使得本儀器成為一種吸引力的測量儀器。
儀器構造：
在光譜橢偏儀的測量中使用不同的硬件配置，但每種配置都必須能產生已知偏振態的光束。測量由被測樣品反射后光的偏振態。這要求儀器能夠量化偏振態的變化量ρ。
有些儀器測量ρ是通過旋轉確定初始偏振光狀態的偏振片。再利用第二個固定位置的偏振片來測得輸出光束的偏振態。另外一些儀器是固定起偏器和檢偏器，而在中間部分調制偏振光的狀態，如利用聲光晶體等，最終得到輸出光束的偏振態。這些不同的配置的最終結果都是測量作為波長和入射角復函數ρ。
在選擇光譜橢偏儀的時候，光譜范圍和測量速度也是一個通常需要考慮的重要因素。可選的光譜范圍從深紫外的142nm到紅外的33microm。光譜范圍的選擇通常由應用決定。不同的光譜范圍能夠提供關于材料的不同信息，合適的儀器必須和所要測量的光譜范圍匹配。
測量速度通常由所選擇的分光儀器來決定。單色儀用來選擇單一的、窄帶的波長，通過移動單色儀內的光學設備，單色儀可以選擇感興趣的波長。這種方式波長比較準確，但速度比較慢，因為每次只能測試一個波長。如果單色儀放置在樣品前，有一個優點是明顯減少了到達樣品的入射光的量。另外一種測量的方式是同時測量整個光譜范圍，將復合光束的波長展開，利用探測器陣列來檢測各個不同的波長信號。在需要快速測量的時候，通常是用這種方式。傅立葉變換分光計也能同時測量整個光譜，但通常只需一個探測器，而不用陣列，這種方法在紅外光譜范圍應用最為廣泛。
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