双光子荧光显微镜作为一种高分辨光学仪器, 已经被广泛应用于生物样品的非侵入式三维光学成像中。 相比共聚焦显微镜, 双光子荧光显微镜拥有更深的探测深度。 然而, 即便如此, 在对较厚的生物样品进行非侵入式光学三维成像时, 样品的成像质量也往往会随着探测深度的增加而下降。 在临床和生物学领域对研究母性遗传起重要作用的小鼠卵母细胞拥有较大的直径(80～100 μm), 吸收和散射效应较为明显。 本文研究小鼠卵母细胞染色体的三维双光子荧光图像随探测深度增加图像质量的衰减程度。 通过对所得图像进行轴向衰减矫正, 利用体积作为参数, 将矫正前后小鼠卵母细胞内染色体三维双光子荧光图像进行对比。 结果表明, 由于吸收和散射效应, 卵母细胞存在较严重的光学轴向衰减问题, 因此, 对用双光子荧光三维成像手段获得的小鼠卵母细胞图像进行衰减矫正是有必要的。 这为进一步精确定量的研究卵母细胞内染色体的三维构像打下良好的基础。

超辐射发光二极管(SLD)和超短脉冲飞秒激光是光学相干层析(OCT)的理想光源.实验中,SLD光源的边峰效应,造成了OCT图像的模糊,本文采用一阶近似的方法,对图像进行了处理,获得了清晰的层析组织结构图;文中还提出出现边峰的原因是器件本身所致,模拟结果与实验相符.

层析成像技术光学相干层析术是基于光学低相干反射测量发展而来的。 介绍了用图像恢复的基本原理在光学相干层析术图像增强方面的工作。 通过实验测量得到了解卷积所必需的点扩展函数。 重建后的膜层结构图像的深度分辨率提高了一个数量级, 图像也取得了更好的锐化、 去噪的效果。

光学相干层析成像技术是一种新型的成像技术,由于相干性和实用性的特殊要求,系统需要光源具有较宽的频谱宽度、输出功率高、稳定性好、易于耦合．超辐射发光二极管和超短脉冲飞秒激光是能满足这些要求的理想光源．本文在建立上述两种光源成像装置的基础上,对系统的横向、纵向分辨率等基本性能进行了测量；并对生物组织样品的成像质量进行了比较．

介绍了作者研究建立的光学相干层析(OCT)成像系统, 给出了利用该系统得到的实际生物样品光学相干层析图像, 并对系统性能和结果作了分析, 讨论了影响系统性能的一些因素及改进方法。

利用低相干光作为光源的光学相干层析技术是一种新型成像技术。 本文利用蒙特-卡罗(Monte-Carlo)模拟计算方法研究了该技术在不同的散射条件下, 相干调制信号随散射系数的变化关系, 得出了单次散射和多次散射的差别以及它们对成像质量的影响, 并进一步讨论了利用单次散射和多次散射信号, 提高光学相干层析术图像清晰度和信号强度的方法。 还研究了光束半径大小对成像分辨率的影响及变化过程, 得出了对实验有指导意义的结果。