本发明公开了一种在线消除光弹调制微小光旋角检测中偏振器件安装误差的装置及方法，利用设计的光路结构及偏振检测输出特性精确优化偏振器件的光轴位置，该方法涉及激光器、起偏器、光弹调制器、待测样品、四分之一波片和检偏器等光学器件以及光电探测器、锁相放大器和信号采集与处理系统等测量仪器。首先根据起偏器与检偏器透光轴正交消光的特性，确定检偏器的初始偏振轴位置；然后根据系统输出信号的误差特性，精确优化检偏器、光弹调制器的光轴位置，最终确定光弹调制器与起偏器及检偏器的相对角度。利用本方法，可在线高精度消除因器件安装偏差引入待测信号中的偏振及相位误差，提高检测系统信噪比，实现高精度微小光旋角的偏振检测。