磁场与人类生活各方面有着各种不同而且重要的联系,由此产生的磁场测量技术在空间测量技术、医学、地球磁场、军事、工业等领域得到广泛应用。随着对磁场研究和应用的深入,传统磁场测量方法已经暴露出一些局限性,越来越难以满足精确测量及磁场成像的需求。基于Faraday效应的磁场传感系统因其优良的电绝缘性能和抗干扰、频响宽、响应快、安全防爆等特性吸引了很多学者的研究兴趣。然而在实际运行中,Faraday效应磁光传感器受磁场分布、温度、应力等外界因素影响严重,因此有必要研究Faraday效应磁光传感机理模型及矢量磁场成像算法。本文首先研究了Faraday效应磁光传感的本质及其与相关因素的作用机理,提出了能完整描述光偏振态演变的Faraday效应磁光传感微元分布参数模型。并与琼斯矩阵集总参数模型进行比较了对比分析。利用有限元分析软件COMSOL对磁光传感过程中光偏振态的演变建立模型,研究不同情况下光偏振态的演变,验证了分布参数模型的有效性。以Faraday效应磁光传感微元分布参数模型为基础,提出一种Faraday效应矢量磁场成像方法,推导出矢量磁场成像的算法,编制相应算法实现程序,验证算法的有效性。以基于Faraday磁光效应的光学电流互感器为例,考虑温度、双折射和磁场分布等外界因素,应用Faraday效应磁光传感微元分布参数模型对光学电流互感器的磁光传感单元进行热应力分析,并研究热应力对磁光传感输出特性的影响。