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伽玛暴是天体物理领域中最引入关注的研究对象之一，其发现最早要追溯到20世纪60年代。至今，国际上已经先后发射了多颗载有伽玛暴探测仪器的天文卫星以及实验平台，观测到的伽玛暴事例已经超过了4000个。然而，至今伽玛暴的爆发机制还是天体物理领域中的未解之谜。当前，伽玛暴的爆发机制主要有三种主流的理论模型：火球模型、电磁驱动和磁流体力学模型以及炮弹模型。不同的模型对于伽玛暴喷流过程中辐射出的伽玛射线的线偏振度有着不同的预言。因此对伽玛暴喷流过程中产生的伽玛射线偏振信息的测量对于伽玛暴辐射机制模型的确定起着至关重要的作用。
伽玛暴偏振探测仪POLAR是专门用于测量伽玛暴偏振的高灵敏度探测器，具有较大的有效探测面积和视场，有利于对瞬变源的捕捉和高灵敏度探测。对于不同的光子波段，用于探测伽玛暴偏振的方法也不相同。在几十keV～几MeV的范围内，常用Compton散射的方法测量伽玛暴的偏振。POLAR的探测能区为50keV～500 keV，基于Compton散射的方法，利用低Z材料塑料闪烁体、多阳极光电倍增管以及多通道ASIC前端电子学对伽玛暴喷流过程中产生的硬X射线和伽玛射线进行偏振测量。POLAR将搭载于我国的空间实验室“天宫二号(TG－2)”上面，属于国际合作项目，主要参与国家有中国、瑞士、法国以及波兰，并拟于2014年前后发射。国内在国家自然科学基金以及科学院知识创新工程等的大力支持下，完成了POLAR原理样机的研制，目前正处在初样的研制阶段。
本论文围绕伽玛暴偏振探测仪POLAR开展研究，从工作性质上来说主要分为两方面：探测器的研制以及探测器物理性能研究。工作内容主要包括仪器的设计建造和实验测试、探测器电子学的硬件和软件开发、实验数据的处理和分析以及仪器的物理性能模拟和分析等，以期较为全面而深入地了解和掌握X射线偏振探测仪器的研制，为将来准确深入地理解和分析探测器产生的数据打下基础，同时也为未来其他空间探测仪器的设计和研制打下基础。
论文的具体安排如下：
首先介绍本论文的研究背景、研究意义以及论文工作的概述。
紧接着对POLAR探测器的方案设计、工作原理、性能和技术指标、组成结构以及工作模式等做了较为详细的介绍。
接下来介绍采用GEANT4软件程序包对POLAR的物理性能进行的MonteCarlo模拟与分析。
在对POLAR探测器的性能有了一定的了解之后，紧接着介绍了与探测器的研制相关的内容，包括前端ASIC读出电子学的设计和性能测试结果以及POLAR和卫星平台间的1553B通讯系统设计。
接下来介绍了在欧洲参与的地面实验及数据处理和分析工作，主要包括地面高能束流偏振标定实验、低能束流实验以及空间环境模拟实验等。
最后是对论文工作内容的总结以及对未来工作的展望。