伽瑪暴偏振探測儀（POLAR）是專門用于測量伽瑪暴偏振的高靈敏度探測器，它是中國科學院高能物理研究所牽頭，瑞士日內瓦大學、PSI、波蘭核物理研究所參加的國際合作項目。 2013年8月完成POLAR初樣的研制，轉入正樣研制。預期2014年完成正樣研制，2015年隨天宮實驗室二號發射升空。 POLAR由偏振探測器（OBOX）和電控箱（IBOX）兩個單機組成。其中，偏振探測器部分將安裝于TG-2的艙外，用于伽瑪暴的觀測，其背對地球指向天空，可以有效地捕捉到伽瑪暴爆發過程中產生的伽瑪光子。電控箱將安裝于TG-2的艙內，主要負責為偏振探測器提供低壓電源、控制數據傳輸以及和衛星平臺應用系統之間進行通訊等。OBOX和IBOX二者之間通過LVDS總線進行數據傳輸。 考慮到平臺資源的限制，OBOX由25個探測單體、 一個中心觸發模塊（CT）以及高壓供電模塊（HVPS）和低壓供電模塊（HVPS）等組成。下圖為OBOX的組成結構原理及實物。
圖1. OBOX模型和實物圖電控箱（IBOX）主要由低壓
供電模塊和控制單元（控制主及控制備）兩部分組成.
圖2. IBOX模型和實物圖
偏振伽瑪光子與探測物質發生康普頓(Compton)散射時，散射光子方位角的分布與入射伽瑪光子的偏振方向和偏振度有關，POLAR就是利用這個效應實現伽瑪光子偏振的測量。為了提高Compton散射的效率，選擇密度小、低Z、化學和機械性質穩定的塑料閃爍體做探測器材料；采用位置靈敏光電倍增管收集信號。POLAR系統中選用的位置靈敏多陽極光電倍增管（MAPMT）具有有64個像素（或通道），在輸出端有64個陽極，可輸出64個像素（或通道）的信號。將64根塑料閃爍體棒組成8×8的探測器陣列，與一個多陽極光電倍增管耦合(每個像素讀出一根塑料閃爍體棒的信號)組成一個探測器模塊，POLAR探測器由25個探測模塊組成的陣列構成。 每個前端電子學模塊對應1個探測器模塊，負責相應探測器模塊的數據采集，單個探測模塊結合前端電子學模塊的示意圖如下：
圖 3 探測模塊與前端電子學模塊圖
偏振探測器（OBOX）共有25個探測單體，每個探測單體由64根塑料閃爍體棒組成，塑料閃爍體棒為探測介質。能量為50~500 keV 的硬X射線/伽瑪射線與塑料閃爍體之間主要發生Compton散射。入射的伽瑪光子在探測器陣列的某一根塑料閃爍體棒中發生第一次Compton散射，產生的反沖電子在該閃爍體棒中沉積能量，散射后的光子在另外一根塑料閃爍體棒中發生第二次Compton散射或光電吸收作用而沉積能量，直到散射光子被完全吸收或者逃逸出整個探測器陣列。對于非偏振的伽瑪光子來說，其散射后光子的方位角分布是各向同性的，而對于偏振伽瑪光子來說，其散射后光子的方位角分布不是各向同性的，而是和入射伽瑪光子的電場矢量有關。因此通過測量散射光子的方位角分布，便可以重建入射伽瑪光子的偏振信息。