偏振纠缠光子对在量子通信、量子密码、量子测量等诸多领域有着广泛的应用。基于偏振纠缠光子对,可以实现对薄膜样品的量子椭圆偏振光测量。与基于传统光源的测量方法相比,量子椭圆偏振光测量法具有无需校准光源和探测器的优点。本论文聚焦于研制基于光纤的小型化偏振纠缠光子源以及相应的量子椭圆偏振光测量装置,主要完成了以下工作:一、介绍了偏振纠缠光子源和量子椭圆偏振测量法的发展和应用,指出了量子椭圆偏振光测量装置在小型化方面的发展潜力。二、采用色散位移光纤作为非线性介质,基于脉冲光泵浦的自发四波混频过程,制备了一台全光纤、便携式通讯波段偏振纠缠光子源,其输出的具有纠缠特性的信号和闲频光子的波长分别为1558.17 nm和1548.51 nm。三、基于所制备的偏振纠缠光子源,搭建了使用单模光纤进行耦合的量子椭圆偏振光测量装置;通过量子椭圆偏振光测量法测量了氧化层厚度为100 nm的氧化膜硅片样品的椭圆偏振参数,并利用菲涅尔方程建立了仿真模型,得到了样品椭圆偏振参数的理论值;结果表明测量值与仿真模拟值相吻合,验证了所搭建的量子椭圆偏振光测量装置的可靠性。