随着科技的发展,物质的旋光性在食品安全、药物鉴别、医学、石油、化工等领域得到越来越广泛的应用,其中对旋光角的测量更是至关重要。由于弹光调制器高调制精度、宽光谱窗口、大视场角等优点,选用弹光调制器对信号进行调制,同时利用数字锁相解调技术获取旋光角。本文首先分析了旋光原理、弹光调制器工作原理以及数字锁相解调技术的原理,并根据斯托克斯参量和穆勒矩阵推导出基于弹光调制器测旋光的原理,然后搭建了测量旋光的光路系统。然后设计了以FPGA为核心的硬件电路,主要包括信号放大模块、A/D转换模块、串口通信模块以及光耦隔离模块等。在FPGA内部完成了基于DDS技术方波驱动信号的产生、放大电路放大倍数的控制、A/D采集时钟的控制和数字锁相算法,并搭建SOPC系统实现了Lab VIEW对FPGA的控制。其中,通过串口将数字锁相的乘累加数据传输到Lab VIEW中,在Lab VIEW中进行数据拼接,并最终在上位机中完成数据的分析和处理。同时,Lab VIEW还可以发送数据到FPGA中,对驱动方波信号的频率、放大电路的放大倍数以及乘累加的时间进行控制。最后,对硬件部分和软件部分分别进行了测试,搭建了旋光测量实验平台,并对不同浓度的葡萄糖溶液进行了旋光测量实验。实验结果表明本系统测量旋光角的灵敏度为0.00041°,最大相对偏差为2.78%,针对650nm入射激光葡萄糖溶液的比旋光率为31.0(°ml·g^-1·dm^-1)。本系统具有灵敏度高、工作稳定、便于集成化设计等优势。