导管光学相干层析成像（Optical coherence tomography,OCT）系统通过将样品臂处的扫描装置替换成光纤成像导管,利用了导管的圆柱形态进行周向扫描采集,就能够使OCT系统深入血管、消化道、呼吸道等管腔组织内部进行成像,而能够以更高的分辨率实现对血管、消化道等管腔组织结构的成像,对于诊断相关组织的疾病有着重大的意义。但是由于某些不同的生物组织在强度特性上具有非常大的相似性,该系统对于判断不同组织,如血管斑块的类型仍然不够准确。而导管偏振敏感（Polarization sensitive,PS）-OCT技术能提供双折射等偏振信息,为组织特征的识别提供了更多的依据。导管PS-OCT技术在最近兴起,仍有许多问题尚待解决,比如保偏光纤深度复用从而引起两个输入偏振态色散不同的问题;双衰减对偏振算法的影响问题;如何降低噪声的问题;如何解调本地双折射的问题等。本文就上述相关问题展开了一定的研究,对上述问题逐一解决。提出了基于保偏光纤成像深度复用双偏振态导管PS-OCT系统中的双态色散补偿算法。通过原理、仿真和生物组织实验验证等手段,系统性的比较了基于琼斯矩阵和穆勒矩阵偏振信息解算方法;其中,重点研究了非共轴双衰减对两种解算方法的影响并提出了非相干平均穆勒矩阵偏振信息解算方法,并与基于相干平均的琼斯矩阵进行对比。提出了导管PS-OCT系统中基于穆勒矩阵的两种本地双折射解调算法,设计并制作了含有双折射的样品模型,并验证相关本地双折射算法。主要完成的工作包括:1、提出了基于保偏光纤成像深度复用双偏振态导管PS-OCT系统中的双态色散补偿算法。对不同输入偏振态的色散系数进行调整,用以补偿由于保偏光纤不同偏振主轴之间折射率差异引起的不同输入偏振态色散的差异。实验结果表明,提出的双态色散补偿方法可以有效地补偿材料色散、双折射色散带来的脉冲展宽、图像模糊、偏振对比度差等问题,保证了导管PS-OCT实现高质量的生物样品双折射相位延迟成像。2、从理论和实验方面系统性的比较了基于琼斯矩阵和穆勒矩阵偏振信息解算方法。阐明了二者差异在于矩阵特征值分解和极化分解。并发现了穆勒矩阵偏振信息解算方法中极化分解可有效消除非共轴双衰减效应。提出了非相干平均穆勒矩阵偏振信息解算方法,其避免了琼斯矩阵相干平均方法中耗时全局相位步骤且使图像峰值信噪比提高了13 d B,对噪声抑制更为有效。最后,利用离体鸡肉、猪心肌、猪心血管和活体兔腹主动脉进行了导管PS-OCT成像验证。3、对导管PS-OCT系统中基于穆勒矩阵的本地双折射算法进行了初步探索和研究。从理论上验证了通过相似穆勒矩阵算法进行本地双折射解调的可能性,同时结合差分穆勒矩阵算法提出了一种新的本地双折射解调方案。利用聚合物的光弹效应制作含有双折射并适合于本地双折射算法验证的样品模型,通过具体实验结果验证了所提出的穆勒矩阵相关本地双折射算法。