介质的旋光性指的是线偏振光通过该介质后，偏振面会旋转一个角度，具有旋光性的介质称为旋光介质，主要包括石英晶体、液晶以及光学活性物质。介质的旋光特性主要由介质的旋光率的色散特性、旋光率的温度特性以及左旋、右旋属性给出。介质旋光特性的传统测量方法是在某一温度下，使特定波长的线偏振光照射旋光介质，通过旋转检偏器测量旋光率并判断左旋、右旋属性；通过更换入射光波长，得到旋光率的色散特性；通过改变介质温度，得到旋光率色散的温度特性。这种测量方法费时费力，不利于实际工程应用，实验过程中需要反复旋转检偏器，容易引进较大的机械误差。旋光率色散特性测量中，由于每改变一次入射光波长，就需要从新旋转检偏器，测量旋转角，这使得色散特性的测量要花费很长的时间，长时间的测量过程中介质温度很难保持恒定，介质温度变化会引起旋光率的变化，进而增大测量误差。针对传统方法的局限性，本文提出了一种基于光谱分析法快速、准确测量介质旋光特性的新方法，对该方法进行了详细的研究，并设计了相关的测量装置。本文的研究内容主要包括以下几个方面：1.提出了一种基于光谱分析法的旋光率色散测量方法并进行了实验验证。采用偏光干涉的理论，借助矩阵光学的分析方法，对利用光谱分析法测量旋光率色散特性的方法进行了详细的理论分析，结果表明：该方法不用转动检偏器，仅仅依靠光谱扫描，对测量数据进行分析即可完成对旋光率色散特性的测量，由于该方法不需要旋转检偏器，因而大幅度节省了测量时间，同时避免了由于机械转动而引起的测量误差，由于测量时间短，介质温度易于保持恒定，从而进一步减小由于温度波动引起的测量误差。依据理论分析的结果，借助分光光度计，设计了相应的实验验证光路，对石英晶体进行了实验测试，并和工程上常用的Lowry公式进行比较，结果证明了该方法的正确性。2.提出了利用光谱分析法测量旋光率温度特性的方法并进行了实验验证。在利用光谱分析法测量旋光率色散特性的理论分析的基础上，进一步对利用光谱分析法测量旋光率的温度特性进行了分析，分析结果表明，利用光谱分析法，可以快速测量某一波长范围内，任意波长的光对应的旋光率温度特性，测量过程中同样不需要旋转检偏器，只需要在设定的温度下进行光谱扫描即可。依据理论分析的结果，设计了相关的验证实验，实验中以石英晶体作为测试样品，测量可见光范围内（400nm-800nm）任意波长的光在温度变化范围为25℃~165℃，间隔为20℃的温度特性，并与已报道的测试结果进行对比，证明了利用光谱分析法测量介质旋光率温度特性的准确性。3.提出了基于光谱分析法判断介质左旋、右旋属性的方法。采用斯托克斯矢量和米勒矩阵对光路进行分析，从理论上找出了利用光谱分析法判断介质左旋、右旋属性的途径，并根据理论分析的结果设计验证性实验，验证了理论分析的正确性，该方法与传统测量方法相比较，具有操作简单、测量快速的优点。4.针对测量装置的需要，设计了剪切差可调谐平行分束偏光镜，从理论上对该偏光镜内部的光路进行了详细的分析，根据理论分析结果，优化了棱镜各个组成部分的结构参数，设计出了剪切差可调谐的平行分束偏光镜，剪切差可调谐范围为40~180mm，两束偏振光的光强比值小于1.2。5.依据所设计的剪切差可调谐平行分束偏光镜，提出了利用光谱分析法研究介质旋光特性的仪器结构，并进行了可行性分析及初步实验，为下一步相应仪器的设计奠定基础。本工作的创新点有：（1）基于光谱分析法，提出了一种旋光率色散特性测量的全新方法；（2）基于光谱分析法，提出了一种旋光率温度特性测量的全新方法；（3）基于光谱分析法，提出了一种判断旋光介质左旋、右旋属性的新方法；（4）设计了复合式剪切差可调谐平行分束偏光镜；（5）基于所设计的剪切差可调谐平行分束偏光镜，提出了利用光谱分析法研究介质旋光特性的仪器结构。