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。在物理學上,偏振態的變化可以用復數.其中,△是反射束和人射束的偏振態的相位差,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反射系數分別用復函數‰和⌒來表示。橢圓偏光法最基本的方程式就是的關系。根據這個方程,可以推出樣品的厚度和折射率等信息。數學表達式可以用Maxwcll方程在不同材料邊界上的電磁輻射推導得到,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。每層介質的折射率可以用下面的復函數表示,通常稱″為折射率,稱乃為消光系數。這兩個系數用來描述入射光如何與材料相互作用,它們被稱為光學常數。實際上,盡管這個值是隨著波長、溫度等參數變化而變化的。當待測樣品周圍介質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、折射率和消光系數以及基底的折射率和消光系數,罔定波長和人射角,可以計算出相應的△和矽。改變厚度,可以得到不同的△和矽,根據這些數據作出△和矽跡線,如圖16.6所示。對于消光系數為0的電介質薄膜,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。膜厚繼續增大,跡線會沿著同樣的路徑再循環一周。這樣,就會出現在相同的波長和人射角時厚度不同,而且厚度的差值是T(的整數倍。當近似厚度 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果。