اولین کاربرد الیپسومتری برای اندازه گیری پوشش های نازک پلی- و نانوکریستال به دهه ها پیش بر می گردد. مهمترین گام در مسیر تحقیقات الیپسومتری پوشش های نازک کامپوزیت، شناخت اولین الیپسومتری طیف نما در دهه ٧٠ بوده است [٣, ۴, ٨]، که امکان اندازه گیری نقش دی الکتریک را امکان پذیر ساخت، که جزء انگاری آن مستقیما در ارتباط با حساسیت وضعیت چگالی مشترک الکترونیک بوده که بستگی به تغییرات ساختار کریستال دارد. اولین مدل ها بر مبنای روش میانگین موثر با استفاده از عوامل سارنده توابع دی الکتریک [۵] بوده، درحالیکه بخش حجیمی از موئلفه ها در ارتباط با ویژگی های کریستال با پوشش نازک می باشند. این روش بر مبنای نیرومندی اش، محبوب می باشد.
روش حد وسط موثر، توسط مجموعه ای از مدل های تحلیلی مختلف بر مبنای پارامتربندی تابع دی الکتریک، دنبال شد. این مدل ها امکان تعیین خصوصیات مواد را در مواردی می دهند که مواد نمی تواند به عنوان ترکیب همگنی از فازها با توابع دی الکتریک شناخته شده، مد نظر قرار گیرد. این مدل ها همچنین می تواند برای ذرات کوچکی که تاثیر اندازه را نشان می دهند ( و ساختار الکترونیکی اصلاح شده و تابع دی الکتریک) یعنی ذراتی که نمی توانند توسط برگشت های حجیم مدلسازی گردند، مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر خصوصیات نانوکریستال، روش الیپسومتری امکان توصیف خوصیات لایه های بیشتر همانند کیفیت رابط ( برای نمونه، سختی نانو در مرزهای لایه)، غیریکنواختی عرضی و عمودی یا ضخامت ساختارهای چندلایه را ایجاد می کند.
اگر نور پلاریزه (قطبی شده) بر روی کران دو وسیله بازتاب داده شود، حالت پلاریزه نور بازتاب داده شده به صورت مستتر (بیضی شکل)، مدوّر، یا خطی بوده که بستگی به ویژگی های نمونه دارد. در اکثر موارد نور بازتاب داده شده به صورت پلاریزه بیضی شکل می باشد، به همین خاطر است که این روش به نام الیپسومتری می باشد. الیپسومتری مستقیما به اندازه گیری تغییرات پلاریزاسیون که از طریق بازتاب ایجاد می گردد، می پردازد. یعنی نسبت بازتاب پیچیده به صورت زیر تعریف می گردد.