與(yu) 機械掃描橢偏成像不同，光學橢偏成像采用光學成像技術，對待測區域進行二維成像，可以實現高橫向分辨率、高速率測量。
橢偏儀(yi) （四）-係統成像原理
橢偏成像技術根據成像原理可以劃分為(wei) 兩(liang) 類：機械掃描橢偏成像和光學橢偏成像。機械掃描橢偏成像采用單光束測量，利用樣品台的機械掃描獲 取整個(ge) 樣品信息。受到機械掃描速度的限製，機械掃描橢偏成像測量速率較低。光學橢偏成像采用光學成像技術，對待測區域進行二維成像，可以實現高橫向分辨率、高速率測量。
成像橢偏儀(yi) 的成像係統大多采用顯微物鏡和成像透鏡組成的成像放大係統。放大成像的原理如下圖所示 ，將樣品放置在物鏡的工作距離處，按照幾何光學成像原理在成像透鏡的後焦麵成放大的實像。
成像橢偏儀(yi) 放大倍率原理圖
其中物鏡內(nei) 部有很多透鏡組合而成，f '為(wei) 物鏡 的等效後焦點，f為(wei) 成像透鏡的焦點。係統的放大率可以根據成像透鏡的焦距獲得，計算公式為(wei)
式中 ：Le為(wei) 係統的實際放大倍率；Ld為(wei) 物鏡的設計放大率；ft為(wei) 成像係統中成像透鏡的焦距；fw為(wei) 計算理論放大率時和物鏡耦合的成像透鏡的焦距。
相機探測到的樣品的麵積可以根據放大率求出，計算公式為(wei)
式中：s為(wei) 樣品在相機中的實際探測麵積；h、w 分別為(wei) 相機感光芯片的高、寬。由於(yu) 樣品和物鏡成傾(qing) 角，成像係統的清晰視場為(wei) 所成像中的一條線，根 據透鏡焦距和成像傾(qing) 角可以計算出成像變形量。通過二級成像原理彌補一級成像的缺陷，利用一級成像在空間上呈現樣品實像，然後通過二級成像，在相機的感光芯片上成像。橢偏成像是相機經過光電轉換，再進行A/D轉換後形成的，圖像傳(chuan) 感器 中的電信號與(yu) 接收的光強成正比，因此可以從(cong) 采集的圖像中獲取樣品的表麵形貌和厚度分布。分析橢偏圖像時要求原始成像圖具有較好的成像質量，因此可以采用連續抓取時間積分法來提高圖像的信噪比，以此改善圖像的質量。通過采用多樣點平均法來降低隨機噪聲對圖像定量分析的影響，提高可靠性。
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