当线偏振光在透射某些透明介质或者溶液时,光矢量与传播方向构成的振动面沿传播方向发生一定角度的旋转,此现象称为旋光现象。旋光仪则是用来测量该偏转角度的仪器。随着偏振测量技术的发展,旋光仪不但广泛应用于各类鉴别和分析领域中,还因为其非破坏性等特点,越来越多地与其他分析手段相结合,在手性物质与分子研究领域有着重要的地位。因此,旋光仪的研究倍受关注。本文提出了一套基于数字信号处理器(DSP)、开关调制激光器以及步进电机旋转台的旋光检测系统原理。以光学调零法为基础,利用DSP采样得到探测光强与转动角度的关系曲线。根据DSP快速乘加和运算的特点,提出了以质心算法为核心的数据处理方法。对有无被测样品时探测到的两条光强-角度曲线进行处理得到质心位置进而计算出样品的旋光度。通过与传统拟合算法在DSP平台上的对比,证明质心算法的时效性是拟合算法的近30倍。所以,质心算法以其运算简单和效率高的特点,能有效提高旋光测量系统的实时性。完成实验装置的搭建以及定标后,利用标准石英旋光管与葡萄糖溶液进行系统性能测试。通过多组实验得到系统的相对误差和精密度为0.4%和0.004°。因而证明整套测量系统具有较好的重复性与精度。此外,还提出了一套基于旋转坐标系,以线偏振光的入射角、前端面方位角以及入射面与振动面夹角为核心三参数的双折射偏振器误差分析模型。以格兰-泰勒棱镜为例进行分析讨论,通过运用折射率椭球模型计算寻常光与非寻常光的折射率,并且由每个面的透射率以及各种角度计算推导出棱镜的透射光强公式;分析讨论了倾斜入射、空气隙干涉、光束会聚角以及棱镜中轴与旋转轴存在离轴角等因素的影响,推导了相关的理论公式;运用MATLAB软件对理论公式进行仿真,并且以搭建的旋光测量装置为基础进行误差验证实验。结果表明,同参数下实验曲线与仿真曲线有相当高的吻合度,证明了所提出的误差分析模型的合理性与正确性。