建立了空芯带隙型光子晶体光纤残余双折射理论分析模型，采用全矢量有限元法研究了光纤残余双折射产生的原因，最后搭建实验平台对空芯带隙型光子晶体光纤的残余双折射进行测试，并对光纤双折射的波长依赖性和温度稳定性进行了探究。仿真与实验结果表明，纤芯残余形变是导致残余双折射的重要因素，残余双折射随纤芯椭圆率的增大而增大，同时残余双折射的波长依赖性显著，温度依赖系数为0.3×10-9/℃。

为了实现高速、高精度、高灵敏度、操作方便可控、稳定性好和成本较低的剩余双折射值和快轴方向角的同时测量，采用弹光调制器(PEM)和电光调制器(EOM)组合，并运用探测器探测信号和锁相放大器锁相输出一倍频项数据。直流(DC)项和倍频项数据在计算机中求解得到双折射值和方向，实现了双折射值和方向的单弹光单通道同时测量。对该新方案原理进行了分析，并搭建了实验系统。采用初始值偏移的方法对系统进行了校准，并运用该系统对Berek偏振补偿器样品进行了实验分析。实验结果表明，系统校准有效地消除了PEM和EOM的自身剩余双折射引入的测量误差；本文方案对剩余双折射值的测量精度和重复度分别优于99.16％和0.0082 rad，剩余双折射的快轴方向角测量重复度为0.06°。本文方案具有工作稳定、重复度高、测量速率快、成本相对较低和系统利于工业自动化集成等应用优势。