从上世纪60年代起，特别是在激光、光导纤维问世以后，偏振光学这门古老的学科又焕发了青春，并以空前的规模和速度发展。随着偏振光技术的迅速发展，人们希望了解光束的偏振特性。光束的偏振特性是指光束的偏振态。描述光束偏振态的最普遍的方法，是用一组物理量纲完全相同的参量——斯托克斯参量来描述。描述器件性质的米勒矩阵与描述光束的斯托克斯参量的结合，能够解决几乎所有的光束传播问题，这也是整个矩阵光学的核心内容。不仅如此，对斯托克斯参量的测量也是有着很大的实用价值。物体发射或反射的光束的斯托克斯参量带有丰富的物体的信息，因此斯托克斯参量的测量在遥感和军事目标辨伪等技术中有着重要的应用。 查阅文献资料得知，对光束斯托克斯参量的测量大多是单点测量，缺乏均匀性方面的测量，采集和分析时间长，不能进行实时测量，形不成等精度测试条件，测量结果的可信度不足。检测光束横截面上能量分布通用的方法是：感光法和扫描法。由于这两种方法采集的信息量少，误差大，且不能进行实时检测和显示，我们经过仔细的筛选和比较，最终选择了性能比较稳定的新型光电转换元器件CCD作为感光元件。由于CCD对每个像素位置可寻址，且像素间距小、分辨率高，对于提高准确度和进一步完善发挥微机处理功能都是非常有益的。我们经过大量的实验，在器件的选取，光路的设计，程序的编制、工作条件的确定等方面做了大量的工作，最终研制出了一套光、机、电、算一体化的二维智能化光束偏振态的测量系统。在Windows2000 Professional操作系统下，在Visual Basic集成开发环境中编制出了相关程序控制和数据处理系统，能够进行光束的斯托克斯参量、偏振度、光束的琼斯矢量等的全自动测量。实验测试结果与理论值基本相符，达到了预想的要求。针对做的主要工作，本论文主要从以下几个方面进行了论述： 第一章主要介绍了斯托克斯参量的历史以及对其进行测量的意义。另外也对新型光强探测器——CCD进行了简要的介绍。在第二章中，主要是介绍了描述光束偏振态的几种典型方法——电矢分量方法、琼斯矢量方法、斯托摘要第2页克斯矢量表示法布卡尔球画图法，以及它们之间的相互关系。突出了斯托克斯参量方法的普遍性，通用性。第三章提出了斯托克斯参量和偏振度的测t方案，并采用常规的光电转化器件—光功率计，设计了一套可行性验证实验系统，并进行了测试，测试结果表明此斯托克斯参量和偏振度的测量方案是基本可行的。 第四章是本论文的核心部分，首先介绍了斯托克斯参量和偏振度的单点测量系统，并分别对甲=O，45，90，一45度的线偏振光进行了测量。斯托克斯参量和偏振度的二维测量系统设计是本文的技术创新之处，系统以900线偏振光和右旋圆偏振光为例进行了二维测试，形象直观地给出了测试结果。在本章中，对光路的调整方法、测试步骤以及所编写软件系统功能做了详细的说明。尤其突出介绍了提高该系统测量精度的关键方法。 第五章中，我们给出了实验中所用到的实验器材，定性地分析了测量系统的误差来源以及减小误差的方法。系统的误差来源于光源输出功率的漂移、各偏振元器件方位角的设置误差、光路调整不严格所带来的误差、CcD的非均匀性响应、非线性响应、暗电流、噪声和灵敏度、环境杂散光、CCD信号采集传输时的误码、器件的非标准型等等。本论文主要对光源的输出漂移进行了测试。