成像椭偏技术结合了光学显微镜和椭圆偏振技术，可针对微结构薄膜和基底进行空间分辨层的厚度和进行折射率的测量。它是一种基于样品与偏振光相互作用的全光学、无损测量技术。它对单层和多层超薄膜有着高度的敏感性，范围从单原子或单分子层（亚纳米范围）到几微米的厚度。

成像椭偏仪可生成测量的图像。最突出的例子是层厚度图，其中每个图像像素都是测量的厚度值。（图 1）。

成像椭偏仪以低至 1 µm 的空间分辨率进行层厚度测量，轻松突破传统椭偏仪的分辨率限制。不需要紧密的光束聚焦就能够达到这种分辨率，并提供样品的空间信息（例如层厚度分布），而无需在此过程中移动和扫描样品。

显微镜和椭偏法的结合还可以检测图像实时视图中已有的薄膜厚度和折射率的微小变化，而无需运行完整的椭偏测量（图2）。这种椭偏对比增强显微镜 (ECM) 拥有非常快速且稳定的性能，用于快速测绘应用中的定性薄膜分析、质量控制和缺陷检测。