摘要：随着光纤通信系统朝高速率、大容量迅速发展,偏振模色散(Polarization Mode Dispersion, PMD)已成为实现未来超高速光纤通信系统的主要障碍之一。偏振模色散可能成为光纤传输容量的上限的最终限制因素。基于此问题,本文重点研究了偏振模色散的基本理论,并对偏振模色散的测量和在线监测方案做了深入研究,提出了新的测量和监测补偿方案。论文首先对偏振模色散的研究背景、意义和研究现状做了综述,在充分阐述了其重要性和现实意义后,研究了偏振模色散的基本理论。包括双折射效应、偏振模耦合、主态模型、偏振模色散矢量及其数学描述,统计特性等。为之后对偏振模色散测量方法的研究提供了理论基础。论文工作的第二部分是偏振模色散的测量方法的分析和研究。分别研究讨论了干涉技术,利用琼斯矩阵本征值和米勒矩阵法,固定分析仪法(波长扫描法),脉冲延迟法四种现有的较为常见的测量方案,并进一步对这些方案进行对比,从实时检测速度、可测量范围、测量精度和重复性几个方面对每种方案的优缺点做了分析总结。之后,进一步展开对在线监测方案的研究,通过对现有的几种在线监测方案的对比得出,最适合实用化的是基于斯托克斯参数测试法的PMD在线监测方案。继而从方案的理论设计、可行性分析、技术难点三方面对该方案做了全面的说明。在对各种PMD测量方案进行了比较全面的分析和研究的基础上,总结几种测量方案的共同弊端,提出了一种新的非常适合PMD现场在线测试的方案,单端测量,在进行完整的理论分析和实际测量后,对方案进一步完善。这种方案具有非破坏式单端测量,现场测试方便,分布式测量,提供线路PMD演变过程和光纤拍长等优点,具有良好的发展前景。最后论文研究了光纤光栅在偏振模色散补偿中的应用。创新地采用了将光纤光栅粘在热膨胀系数较大的薄铝片上,以温度控制的形式增强光纤光栅啁啾,其将转换为双折射非线性啁啾光纤光栅,理论上说明了其应用于PMD补偿的可行性。最后,对此光纤光栅偏振模色散补偿系统做了功能上的扩展,实现了中心波长不变,色散独立调谐和色散不变,中心波长独立调谐两种功能。