與機(jī)械掃描橢偏成像不同敷硅，光學(xué)橢偏成像采用光學(xué)成像技術(shù)，對(duì)待測區(qū)域進(jìn)行二維成像愉阎，可以實(shí)現(xiàn)高橫向分辨率绞蹦、高速率測量。
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橢偏儀（四）-系統(tǒng)成像原理
橢偏成像技術(shù)根據(jù)成像原理可以劃分為兩類：機(jī)械掃描橢偏成像和光學(xué)橢偏成像榜旦。機(jī)械掃描橢偏成像采用單光束測量幽七，利用樣品臺(tái)的機(jī)械掃描獲 取整個(gè)樣品信息。受到機(jī)械掃描速度的限制溅呢，機(jī)械掃描橢偏成像測量速率較低澡屡。光學(xué)橢偏成像采用光學(xué)成像技術(shù)，對(duì)待測區(qū)域進(jìn)行二維成像咐旧，可以實(shí)現(xiàn)高橫向分辨率驶鹉、高速率測量。
成像橢偏儀的成像系統(tǒng)大多采用顯微物鏡和成像透鏡組成的成像放大系統(tǒng)铣墨。放大成像的原理如下圖所示 室埋，將樣品放置在物鏡的工作距離處，按照幾何光學(xué)成像原理在成像透鏡的后焦面成放大的實(shí)像伊约。
成像橢偏儀放大倍率原理圖
其中物鏡內(nèi)部有很多透鏡組合而成姚淆，f '為物鏡 的等效后焦點(diǎn)，f為成像透鏡的焦點(diǎn)屡律。系統(tǒng)的放大率可以根據(jù)成像透鏡的焦距獲得腌逢，計(jì)算公式為
式中 ：Le為系統(tǒng)的實(shí)際放大倍率；Ld為物鏡的設(shè)計(jì)放大率疹尾；ft為成像系統(tǒng)中成像透鏡的焦距上忍；fw為計(jì)算理論放大率時(shí)和物鏡耦合的成像透鏡的焦距骤肛。
相機(jī)探測到的樣品的面積可以根據(jù)放大率求出纳本，計(jì)算公式為
式中：s為樣品在相機(jī)中的實(shí)際探測面積窍蓝；h、w 分別為相機(jī)感光芯片的高繁成、寬吓笙。由于樣品和物鏡成傾角，成像系統(tǒng)的清晰視場為所成像中的一條線巾腕，根 據(jù)透鏡焦距和成像傾角可以計(jì)算出成像變形量面睛。通過二級(jí)成像原理彌補(bǔ)一級(jí)成像的缺陷，利用一級(jí)成像在空間上呈現(xiàn)樣品實(shí)像尊搬，然后通過二級(jí)成像叁鉴，在相機(jī)的感光芯片上成像。橢偏成像是相機(jī)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換佛寿，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后形成的幌墓，圖像傳感器 中的電信號(hào)與接收的光強(qiáng)成正比，因此可以從采集的圖像中獲取樣品的表面形貌和厚度分布冀泻。分析橢偏圖像時(shí)要求原始成像圖具有較好的成像質(zhì)量常侣，因此可以采用連續(xù)抓取時(shí)間積分法來提高圖像的信噪比，以此改善圖像的質(zhì)量弹渔。通過采用多樣點(diǎn)平均法來降低隨機(jī)噪聲對(duì)圖像定量分析的影響胳施，提高可靠性。
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