偏振调制器制作根据的物理效应有：法拉第效应（磁致旋光效应）、泡克耳斯效应（线性电光效应）、克尔效应（平方电光效应）、光弹效应。其中，法拉第效应（磁致旋光效应）原理是许多物质在磁场的作用下，使穿过物质的平面偏振光的偏振方向旋转。如果法拉第材料长度为，沿长度方向外磁场强度为，则偏振光通过它后偏转的角度为：

式中为法拉第材料的维尔德常数。维尔德常数有正负之分，偏振面的旋转与外加磁场方向有关；法拉第效应是一种非互易光学过程，而一般的旋光物质的旋光性是一种互易光学过程（无磁场作用时）；一般旋光性的旋转，光线正反两次通过旋光材料后总的偏振面旋转角度等于0；法拉第旋转性质相反，光线正反两次通过磁致旋光材料后，总的偏振面的旋转角度是累积的，即。

偏振调制测量可应用于电光、磁光、液晶、光通信、光开关、光调制、外差探测、薄膜参数测量、生物细胞荧光测量、图像识别领域。