光学相干层析成像技术(Optical Coherent Tomography, OCT)在生物组织的微观结构成像的研究中起着重要的作用,它是一种非接触的、无损伤的和高性能的成像技术。和传统的时域OCT(Time Domain-OCT)相比,频域OCT(Fourier Domain-OCT)能够提供了更高的分辨率,更高的动态范围,以及更高速的成像速度,被广泛的应用在了生物组织医学成像等方面。但不可否认的是,对于像跟腱,角膜,视网膜,骨头,牙齿,神经,肌肉等具有双折射特性的生物组织,FD-OCT没有足够的能力来描述这些它们的分层结构和双折射的对比度。偏振OCT(Polarization Sensitive-OCT)的基础正是由于样品组织对于偏振光的敏感性而建立的。因此,PS-OCT是描述具有双折射特性组织的强有力的工具。本文主要研究频域OCT的基础理论,结合偏振的相关理论,在国内外OCT系统的基础之上,创新的搭建了偏振频域OCT ( Polarization-sensitive Fourier-domain optical coherence tomography,PS-FD-OCT)实验平台,并基于实验平台,开展一系列的研究工作。PS-FD-OCT用来研究生物组织的后向反射光,从而无损伤的得到高分辨率的斯托克斯向量图像。PS-FD-OCT系统同时具备了偏振OCT和频域OCT两种系统的优点。通过分析来自生物组织内部的后向反射光的垂直偏振和水平偏振的复杂信号,重构了生物组织的斯托克斯向量图像(I,Q,U,V)和相位延迟图像(δ)。同时,应用了双相位的方法来消除由于光学系统中反射引起的直流噪声项和相关噪声项。最后,应用自行研制的PS-FD-OCT系统对猪跟腱组织,兔子眼睛和其它具有双折射特性的生物组织进行成像,结果表明PS-FD-OCT技术对具有双折射特性的生物组织的研究有着很大的潜力。因此,该技术将对医学影像的应用有着非常重要的促进作用。