国家经济的快速发展使得对电能的需求与日俱增，电网逐步向特高压、智能化方向发展，光纤电流互感器是能满足电网新要求的新型电流互感器，因此受到了广泛重视。利用3×3光纤耦合器对光纤电流互感器的信号进行解调，不需要引入相位调制信号，解调电路简单，但是单模光纤偏振态的变化影响了电流互感器信号的稳定性。针对上述问题，本文分析了3×3耦合器解调的原理，并从理论上分析了偏振态变化对信号解调的影响，提出了一种新的传感器方案，通过对传感光纤和光路的偏振态控制，可有效的降低单模光纤偏振态随机性的影响。论文的主要内容为：首先，基于琼斯矩阵，建立了基于3×3耦合器的全光纤电流互感器的理论模型，讨论了全光纤电流互感器的灵敏度与入射光偏振态、传感光纤光学特性之间的关系，在此基础上，提出了一种新的偏振控制方案，利用圆光的二色性，能在抑制光路线双折射的同时，抑制由偏振耦合引起的信号随机变化。其次，对3×3耦合器的性能进行了详细分析。通过求解耦合模方程，讨论了由于光纤的非匹配性、非对称性对耦合器输出端口的影响，并通过BeamPROP软件验证了解析结果。分析结果表明，在实际制作中不可避免的光纤非匹配性、非对称性会引起耦合器功率分配的不均匀及端口之间相位的微小偏移，从而影响了光纤电流互感器的标度因数。针对单模光纤的弱双折射性，我们还推导了2×2耦合器和3×3耦合器的偏振耦合模方程，数值分析表明光纤的偏振特性对耦合器的输出几乎没有影响。然后，对3×3耦合器的实际性能进行了测量，同时对传感光纤的光学特性也进行了测量。在此基础上，我们进行了基于3×3耦合器的全光纤电流互感器的实验研究，结果表明，新方案能很好的控制光路中的偏振态，从而提高信号的稳定性。最后，我们在互感器光路的基础上，提出了一种基于磁光调制的3×3耦合器的相位测量方法，并通过实验证明了其可行性。本文的研究工作为基于3×3耦合器的萨格奈克型全光纤电流传感器的发展提供了理论依据，为进一步的研制工作奠定了一定的基础。