双折射是指一束自然光经各向异性晶体折射时,产生两束振动方向不同的线偏振光的现象,而各向同性光学材料,在应力的作用下也会产生双折射现象。对双折射精确测量不仅能够获得材料光学常数,而且能够实现材料光学各向异性分析,被广泛应用于光学晶体、玻璃等材料光学常数测定,光学材料缺陷分析,以及光学元件由于切割、抛磨和固定夹持产生的缺陷检测。目前,已经开发了多种双折射测量方法,根据测量原理不同,主要有偏光干涉法,补偿法和调制方法。偏光干涉法和补偿法系统结构简单,易于实现,但测量过程耗时,精度有限;调制方法根据调制器调制速率快、频率高等特点,能够做到快速、高灵敏度测量,相较于其他测量方法成为双折射测量研究的主流方法。利用弹光调制技术的高调制效率、高频率、宽光谱范围等应用优势,本论文研究一种双弹光调制型双折射测量方法,主要研究内容如下:首先,以偏振光原理为基础,根据双折射和弹光调制原理,利用Stokes矢量和Mueller矩阵,建立起双弹光调制测量双折射的理论模型,并以理论模型为根据,完成双弹光调制型双折射测量方案初步设计。其次,根据方案设计差频弹光调制器（Photoelastic modulator,PEM）,对弹光晶体和压电晶体进行设计、仿真、加工,对加工完成的压电驱动器进行谐振频率测试及频率匹配。制作差频弹光调制器,测试两弹光调制器相位延迟调制范围,结果表明,两弹光调制器的相位延迟调制范围均可达到0~5π。再次,完成了弹光调制器精确定标方法研究,采用新型结构,将定标元件微缩集成在弹光调制器两侧,对弹光调制器的相位延迟进行实时定标,完成微系统的构建。选择基于LC谐振（LC circuit）的高压驱动电路和以FPGA（Field programmable gate array）为控制核心的自适应驱动控制电路作为硬件控制系统;选用数字锁相技术来完成信号幅值的高精度提取以及数据处理。通过以上方法实现对弹光调制器的稳定控制。最后,搭建双弹光调制型双折射测量系统,采用1/4波片进行系统测试定标。实验结果表明,波片相位延迟的测量平均值为1.569 rad,标准差不超过平均值的1.1%。采用相位延迟可调的Soleil-Babinet补偿器进行进一步实验,在0π/2范围内验证了实验方案可行性。