偏振测量是指测量光偏振状态的过程或者技术；或指测量光偏振状态和材料的迟滞、退偏以及衰减特性的技术。相关的光学仪器是偏振测量仪，其可以分为测量光束的偏振测量仪（Stokes）和测量样片的偏振测量仪（Mueller）。进一步分类，还可以按照是否测量获得所有偏振特性参数来分类，故测量光束的偏振测量仪可分为完全Stokes偏振测量仪或专Stokes偏振测量仪。测量样片的偏振测量仪，也有完全和部分的Mueller偏振测量仪之分。还有一种方法是按照划分主光束的方式分类。总之，偏振测量仪在工业测量领域中具有广泛的应用，在本文中将介绍一些偏振测量仪的基本原理，以及相关的应用。
偏振测量技术介绍
1.基础理论
（1）Stokes参数
一束光的偏振状态可以通过4个参数表征，即Stokes参数，有两种不同的符号用来表示，即（I,Q,U,V）和（S0,S1,S2,S3）。其中,I为总能量，Q为平行和垂直线偏光的能量差，U为+45°和-45°的线偏光的能量差,V为右旋和左旋的圆偏光的能量差。把4个参数组成一个列，就是Stokes向量。Stokes向量可以表征完全和部分偏振光。
对于完全偏振光：
对于部分偏振光：
一束光的偏振度(DOP)可表示为：
除了Stokes参数，Jones矩阵和Poincare球也常用于表征光的偏振状态。
（2）Muller矩阵
上一部分的Stokes参数是用来描述一束光的偏振状态，对于光学器件，例如线偏振器，波片，线性延迟器等，可用Muller矩阵来描述（含16个元素的4×4矩阵），当然还可用Jones矩阵来描述。但是两者不同的是前者可以处理所有的偏振态（消偏振），后者只能处理全偏振光。每一个光学器件，都有与其一一对应的Muller矩阵。Muller矩阵如下图所示：
等号左边是出射光的Stokes参数，等号右边是Muller矩阵和入射光的Stokes参数。通过这么一个过程，我们就知道了器件是如何改变光的偏振态的，知道了入射光的偏振参数以及器件的Muller矩阵，我们就可以知道出射光的偏振情况。
（3）延迟和衰减
样品对光偏振状态的改变主要包括衰减、延迟以及退偏。线性双折射是指线偏光的两个正交分量的折射率差，圆偏光双折射是指左旋和右旋偏振光之间的折射率的差值。衰减则定义为偏振光zui大zui小透过率差值的比值。
总之，有6个参数来表征非退偏样品的延迟和衰减特性，线性位相延迟器的大小，线性位相延迟器和圆偏光位相延迟器的快轴角度,线性衰减器的大小,线性位相衰减器和圆偏光衰减器的角度。
（4）PEM
光弹调制器是一种基于光弹效应的共振偏振调制器。光弹效应是由机械应力导致的透明介质固体中的线性双折射。光弹调制器发明于1960年。其中设计zui成功的光弹调制器包括了一个矩形的熔石英和一个有单晶石英制成的压电传感器。PEM是由各向同性的光学材料制成的，如石英等。PEM具有高调制纯度、效率、宽波段响应、高功率、优异的延迟稳定性等特点，广泛应用于偏振调制中。
2.应用举例—线性双折射偏振测量仪
下图展示了一个利用PEM，基于双折射原理，测试样品延迟大小和方向的装置结构图。
2.1线性双折射偏振测量仪
结构包含了一个偏振调制模块(光源，偏光片和一个PEM)、一个安装在机控X-Y位移台上的样品安装架以及双通道探测组件。每个探测通道包含一个检偏器和探测器。通道1(交叉起偏器)测量和PEM(0°)光轴平行的线性延迟分量，通道2测量和PEM光轴成45°方向的线性延迟分量。
接下来使用Mueller矩阵来分析装置，到达两个探测器的光强可表示为：
利用贝塞尔函数展开，并提取直流信号与一次谐波信号，zui终可得到样品的延迟大小和方向可表示为：
zui后值得注意的是，我们应该考虑一个问题，测试结果得到了，我们如何确定数据是正确的，或者说数据误差是多少，要怎么分析出这个误差？我们可以利用补偿器来帮助分析,根据其测试数据，计算相对误差。
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