介绍完光在各向同性且均匀的界面反射原理以后，下面我们来介绍椭偏测量原理。
椭偏仪（三）-椭偏测量原理
假设有一束单色光，振幅为 Ei与直角坐标系x轴的夹角为α，将其分解为沿直角坐标系x轴的p光和沿直角坐标系y轴的s光。则入射光p光和s光的振幅分别为Eip和 Eis，入射光经过薄膜的反射后p光和s光的振幅分别变为Eiprp和Eisrs，相应的相位变为δrp和δrs，故p光和s光的反射光电矢量分别为
消去时间因子t，便可得到反射波电矢量末端的运动轨迹：
式中：Δ=δrp -δrs。上式实际上就是椭圆方程。
也就是说线偏振光入射，与待测样品发生相互作用后，由于p光和s光的反射率不同，反射光不再是线偏振光，而变成了椭圆偏振光，引入参量tanΨ和Δ，Δ表示p光分量和s光分量的相位差，tanΨ 表示反射后两个分量振幅比 Erp /Ers。定义
ρ由各层薄膜的折射率、消光系数和膜层厚度等参量决定，故可表达为
式中：n1、n2和n3分别为空气、薄膜和衬底的折射率；k2和k3分别为薄膜和衬底的消光系数。通过对Ψ和Δ的拟合，可以得出被测物体的参量。
椭偏技术按采样原理可以分为消光式和光度式 ，也称为零椭偏法与非零椭偏法。消光式椭偏测量方法在每一个波长通过旋转起偏器和补偿器后寻找到合适的角度，使经样品反射后的偏振光为线性偏振光，然后调整检偏器角度产生消光效果后，记录此时检偏器和起偏器相对于入射平面的角度，计算出样品对应的参数。光度式椭偏测量方法则是对探测器接收到的光强进行傅里叶分析，推导出所测样品的特性，并不需要测量角度，尽可能排除了人为误差，测量速度快，但其非线性效应大。
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