聚合物材料的流变属性对其加工与使用有着重要的指导作用,是加工工艺设计和预测产品性能之间的桥梁。因此,聚合物流变属性的测量至关重要。自上世纪九十年代,多种光学手段被应用于流变学研究之中。例如,偏振态测量,散射,衍射,激光开普勒测速等,大多基于偏振测量或激光偏振与样品的相互作用的分析。当聚合物材料发生形变时,折射率和应力均会变得具有各向异性。双折射率和应力之间的关系一直是流变光学研究的一个重要方面,基于此可以实现对聚合物中应力的非接触测量。故本论文搭建实时测试样品双折射率的光学装置,在线、非接触测量拉伸过程的应力,还可用于更细致地研究高分子链的拉伸程度和取向度的变化规律。光学元件的不同排列组合可以提取光偏振信息,为了确定折射率张量中的重要元素,需要昂贵、被美国垄断的光弹调制器。本论文设计制作低成本的高速旋转起偏器,替代光弹调制器。结合光源,样品台,检偏器,检测器等组成测试光路,从而确定折射率张量的各向异性。分析过程通过琼斯矩阵表示光偏振态的变化,用穆勒矩阵表示材料的折射率,用斯托克斯矢量表示出射光的信息。使用Lab VIEW FPGA编写的程序进行光学信号的采集和数据的分析,获得聚合物材料拉伸取向时的双折射率和取向信息。搭建好的双折射率测试光路测试标准样品,四分之一波片,得到其双折射率实验结果,验证搭建的双折射率测试光路的准确度。将拉伸热台装配到测试光路的样品台上与测试光路联用来实时监测聚苯乙烯样条在拉伸过程中的应力与双折射率的变化关系,验证应力光学规则,证实在线、非接触测量拉伸过程的应力的可行性。基于上述流变光学的测试平台,还研究了三维球状高分子的应力光学关系。综上,本文实现低成本、高速、实时地测试样品的双折射率和取向方向,能够用于在线、非接触测量聚合物加工中的应力,实现更细致地研究高分子链的拉伸和取向度的变化规律。