椭偏仪测量

在现代科学技术中，薄膜有着广泛的应用。因此测量薄膜的技术也有了很大的发展，椭偏法就是70年代以来随着电子计算机的广泛应用而发展起来的已有的测量薄膜的最精确的方法之一。椭偏法测量具有如下特点：

1.能测量很薄的膜（1nm），且精度很高，比干涉法高1-2个数量级。

2.是一种无损测量，不必特别制备样品，也不损坏样品，比其它精密方法：如称重法、定量化学分析法简便。

3.可同时测量膜的厚度、折射率以及吸收系数。因此可以作为分析工具使用。

4.对一些表面结构、表面过程和表面反应相当敏感。是研究表面物理的一种方法。

成像椭圆偏振技术正在引起其他学科如生物学和医药的研究人员越来越多的兴趣。研究人员发现利用成像椭偏技术可以和成像表面等离子共振（SPR）联用，可以实现生物芯片和生物传感器的检测。这些跨学科的研究领域给椭偏技术带来了新的研究热点的同时也给该技术带来了挑战，例如在非稳定液体表面的薄膜的测量和显微成像等。

椭偏仪测量椭偏参数

在椭偏测量过程中，有两个椭偏参数非常关键。（标准）椭圆偏振测量四个史托克参数(Stokes parameters)中的两个，通常以Δ及Φ来表示。TanΦ为反射后之振幅比，Δ为相位移（相差）。由于椭圆偏振系测量两项之比值（或差异）而非其绝对数值，因此这技术所得的数据是相当正确且可再现的，其对散射及扰动等因素较不敏感，且不需要标准样品或参考样品。

椭偏仪测量数据分析和拟合

椭圆偏振为间接量测的技术，也就是说，一般测得的Δ及Φ并不能直接转换为样品的光学常数，通常需要建构模型来进行分析。只有对于无限厚（约厘米等级）、各向同性且均匀的膜，才可能直接转换得到其Δ及Φ之数值。在所有其他的情形下，则必需建构其层状模型，并考虑所有各层之各别的光学常数如(折射率或介电常数)及厚度，且依正确的层畳顺序建立。再借由多次最小方差法最适化，变动未知的光学常数及(或)厚度参数，以之代入菲涅耳方程计算求得其对应Δ及Φ数值。最后，所得最接近实验数据之Δ及Φ数值，其参数来源的光学常数及(或)厚度可视为此量测之最适化结果。

椭偏仪测量椭偏测量结果

椭偏测量可取得薄膜的介电性质（复数折射率或介电常数）。它已被应用在许多不同的领域，从基础研究到工业应用，如半导体物理研究、微电子学和生物学。椭圆偏振是一个很敏感的薄膜性质测量技术，且具有非破坏性和非接触之优点。

分析自样品反射之偏振光的改变，椭圆偏振技术可得到膜厚比探测光本身波长更短的薄膜资讯，小至一个单原子层，甚至更小。椭圆仪可测得复数折射率或介电函数张量，可以此获得基本的物理参数，并且这与各种样品的性质，包括形态、晶体质量、化学成分或导电性，有所关联。它常被用来鉴定单层或多层堆栈的薄膜厚度，可量测厚度由数埃（Angstrom）或数纳米到几微米皆有极佳的准确性。

椭偏仪测量被测材料

半导体物理、通讯、数据存储、光学镀膜、平板显示器、表界面科学研究、物理、化学、生物、医药、介电材料、有机高分子聚合物、金属氧化物、金属钝化膜、各种液体薄膜、自组装单分子层、多层膜物质等等

椭偏仪 全自动光谱椭偏仪 成像椭偏仪（成像椭圆偏振技术）激光单波长椭偏仪……

■ 优点：相对于光谱型椭偏仪，激光单波长椭偏仪比较简单，由于不需要单色仪，四分之一玻片也可以根据波长固定，光学元件也可以针对特定波长进行设计，所以价格相对便宜，同时测量精度较高。

■缺点：对多层膜分析能力不足，不如光谱型椭偏仪。

椭偏仪应用领域

半导体、微电子、MEMS、通讯、数据存储、光学镀膜、平板显示器、科学研究、物理、化学、生物、医药 …

椭偏仪可测材料

半导体、介电材料、有机高分子聚合物、金属氧化物、金属钝化膜、自组装单分子层、多层膜物质和石墨烯等等