波片相位延迟量误差、快轴角度误差和检偏器透光轴角度误差是影响基于旋转波片法的偏振检测装置测量精度的主要因素。通过对波片和检偏器参数进行校准，可有效提高检测装置测量精度。针对现有校准方法操作复杂的不足，提出一种偏振检测装置器件参数校准新方法。该方法以水平线偏振光[1,1,0,0]T作为标准参考光，分别在检偏器方位角为0°和45°时，对标准参考光各进行一次测量，计算得出器件参数误差，从而实现偏振检测装置器件参数校准。实验结果表明，通过器件参数校准，偏振检测装置测量误差由原来的3%降低至0.87%以内。

针对已有单光弹调制器米勒矩阵测量技术缺乏定量误差分析的不足，提出了单光弹调制器米勒矩阵测量误差方程，给出了相对误差分析方法，并结合矩阵条件数得到了降低米勒矩阵各元素最大相对误差的两组1/4波片方位角优化组合。实验结果表明，该两组1/4波片方位角优化组合，测量得到的待测1/4波片米勒矩阵各元素的最大相对误差分别为0.12%和0.20%，相比传统1/4波片方位角优化组合{-90°,-45°,30°,60°}条件下得到的各元素最大相对误差为0.83%，分别降低了85.54%和75.90%。

波片相位延迟量误差是影响旋转波片法斯托克斯(Stokes)参量测量精度的主要因素。通过对传统旋转波片法测量Stokes参量的原理进行理论分析，研究了测量误差与相位延迟量误差之间关系，提出了提高偏振光Stokes参量测量精度的方法。该方法通过调整检偏器透光轴方向与待测光束偏振方向成90°或45°后再进行测量，可有效减小波片相位延迟量误差对Stokes参量测量的影响。实验结果表明，当相位延迟量误差小于1.2°时，采用所提出的优化旋转波片法使Stokes参量测量误差从传统旋转波片法的4.31%减小到0.33%。

针对已有米勒矩阵测量方法的不足，提出了一种基于单光弹调制器的米勒矩阵测量技术，给出了米勒矩阵测量优化算法及系统参数两步校准法。该技术通过两步校准法对系统参数进行校准测量，利用优化算法计算得到待测样品的米勒矩阵。实验结果表明，待测1/4波片相位延迟量测量值为90.4185°，误差在标称偏差λ/300以内，快轴方位角测量值为0.2348°，误差在最大旋转误差0.4°以内。同快轴方位角为0°的1/4波片标准米勒矩阵相比，待测1/4波片米勒矩阵各元素最大相对误差的直接测量值和间接测量值分别为1.97%和0.83%，均小于最大相对误差的模拟仿真值2.11%。通过提高旋转台的读数精度和减小相位延迟量的标称偏差，可以进一步减小米勒矩阵各元素的最大相对误差。