В фотометрических эллипсометрах компенсатора нет, поэтому не возникает проблемы, связанной с его ошибками. Но такой эллипсометр проигрывает в чувствительности. Исследуемый образец, как и в нуль-эллипсометре, преобразует падающий на него линейно поляризованный свет в эллиптический. Но в фотометрическом эллипсометре задача сводится к измерению эллиптичности ύ, т. е. отношения полуосей эллипса поляризации. Для этого, вращая анализатор, измеряют наименьший и наибольший световые потоки на его выходе. Впрочем, к величине Δ можно перейти путем несложных вычислений, используя полученные результаты измерения. Спектральный диапазон фотометрических эллипсометров значительно шире, чем нуль-эллипсометров, так как в них отсутствует элемент, чувствительный к длине волны излучения — четвертьволновая пластинка (компенсатор Сенармона). Поэтому так широко применение фотометрических эллипсометров для спектрального анализа. Но у них есть существенный недостаток — большая чувствительность к изменениям мощности источника излучения, особенно при работе с лазером. Но как говорится, для каждого яда можно найти противоядие. Такие схемы делают двухканальными: один канал — измерительный, другой — опорный. Путем сравнения потоков света в этих каналах удается уменьшить влияние нестабильности источника на точность эллипсометра.