本发明提供了一种空间分区偏振调制光源，包括照明单元、起偏调制单元，所述照明单元与与所述起偏调制单元配合，通过切换所述照明单元的照明区域切换点亮的范围，实现入射偏振光在不同偏振态间的快速切换，通过空间分区配合时序调制产生多种具有特定偏振态的入射偏振光对样本照明。通过本发明的光源，解决了现有技术中缪勒矩阵测量装置不同偏振态的调制结构复杂成本高昂的问题。本发明还提供了一种使用上述光源的基于空间分区偏振调制光源的缪勒矩阵成像系统及其校准方法、缪勒矩阵计算方法和去除背景噪声的方法。