在纳米技术研究和纳米制造工艺等应用领域,纳米结构测量方法研究日显重要。在纳米测量实际操作中,不仅需要快捷、精确地测量出纳米结构重要三维形貌尺寸,同时需要尽可能减小对被测样品的破坏和污染。由于传统纳米结构测量手段无法同时满足上述两点,本学位论文在国家重大科学仪器设备开发专项的资助下,研究穆勒矩阵椭偏测量实验平台的设计与实现。主要工作如下:完成了一种双旋转补偿器的穆勒矩阵椭偏测量光路的设计,并通过分析比较关键元件选型,确定了光学硬件组成。重点介绍了光学硬件平台的设计,并结合光路设计和相应光学元件选型,将起偏光路和检偏光路最大程度的集成到一个光学平台上,并以此为基础开展测量实验平台控制单元的搭建和调试。完成了基于双旋转补偿器同步运动控制的设计与实现,即通过实时采集两个带动补偿器旋转的电机零位信号,当两个电机处于同步状态时,所设计的同步信号触发采集卡向光谱仪外部触发接口发出光谱采集信号,完成对测量数据精确的同步采集。在测量实验平台所需的光学硬件和控制方案搭建完成后,对整个测量实验平台进行集成调试和性能优化。首先以空气介质为测量对象,对测量实验平台的测量精度进行评估,同时对相应关键元件进行性能评估。然后对已知纳米结构特征的标准样件进行测量,通过分析测量数据,进一步排除影响实验平台测量精度的可能因素,以提高测量结果的准确性和可靠性。