伴随着光纤理论与技术的发展，光纤传感技术成为光电技术领域活跃的分支之一，微结构光纤与保偏光纤以其灵活的结构和复杂的光束传播特性成为光纤传感领域的中坚力量。利用微结构光纤的纤芯特性提高传感测量精度，需要有精度较高的纤芯方位探测仪器。本文围绕微结构光纤纤芯方位探测仪器的设计、制作等问题进行了探索研究。　　本文利用光束分析理论对偏光成像原理及相衬成像原理进行了分析，确定了其实现纤芯方位探测的可能性。构建了偏光显微成像及相衬显微成像的微结构光纤纤芯方位探测方案，在此基础上完成了微结构光纤纤芯方位探测方案。　　实验中对包层为125μm的熊猫型保偏光纤、包层为125μm三芯光纤、包层为40μm的椭圆内包层型保偏光纤进行了侧面图像采集，利用LabVIEW视觉与运动模块对不同方法采集的图像进行图像处理，选取合适的特征值，建立特征值与角度的对应关系。实验结果表明，该实验方案具有结构简单、可靠性好、测量精度高等特点。　　针对包层为40μm的椭圆内包层型保偏光纤设计了基于偏光显微成像的保偏光纤定轴系统，设计了其机械结构及电路。对定轴系统进行了标定，分析了其误差源，验证了基于偏光显微成像的微结构光纤探测系统能够实现包层40μm超细径保偏光纤的定轴。