本文通过将光学相干层析和干涉光谱理论相结合，尝试构建基于迈克尔逊干涉仪的相干层析与干涉光谱系统，并使得该系统能够同时获得样品目标的三维图像信息和光谱信息，分析该系统中的光学信号传输特性以及光在组织中的传输特性。该技术应用于皮肤组织时，探测深度能够达到1mm-3mm。对于大多数的疾病，皮肤内部组织特征大多会发生变化，一般会在浅表层，尤其是在表皮层和真皮层有一定的表现。因此，研究光在皮肤组织表皮层或真皮层光学参数改变时的光传播特性和光能量分布特性对疾病的诊断和治疗等都有着极其重要的意义。　　本文主要研究内容归纳如下:　　(1)基于相干层析成像系统和干涉光谱系统的光路原理和光信号传输的数学理论，从理论上研究了相干层析和干涉光谱系统构建的可行性，讨论了系统光信号传输的影响因素以及待测组织样品对光信号的影响。　　(2)基于蒙特卡罗方法和光与生物组织相互作用的理论，阐述了单层和多层组织的蒙特卡罗光学模型和模拟过程，模拟分析了单层和多层半无限组织的光学特性参数对光传输和能量分布特性的影响。　　(3)基于文献提供的实际皮肤的光学参数模型，模拟分析了不同黑色素含量的三层皮肤组织以及不同血液含量的四层皮肤组织的光传输和光能量分布特性和规律。本文主要研究结果有:　　(1)通过对系统的理论分析，给出了系统中光信号传输的数学表达式，并发现光源的选择，系统扫描的方式，系统的噪声以及组织的结构和光学特性对系统构建及系统中光信号的传输都有很大的影响。　　(2)模拟光在单层和多层半无限组织传输时发现:吸收系数μα越大，光在组织中的纵向能量吸收强度A(z)越大而漫反射强度R(r)越小;散射系数μs越大，越容易被散射，R(r)越大;各向异性因子g越大，组织的吸收和散射强度都减小而前向穿透能力越强;折射率n越大，光在组织中吸收越大而散射越小。光能量分布通常在分层组织的分界面处存在明显的分界线，而每层组织中的分布特征与单层组织的模拟结果类似。　　(3)模拟光在多层皮肤组织中传输时发现:表皮层中黑色素含量越大，μα也就越大，A(z)越大，光能流率F(z）和R(r)越小;光吸收能量密度A(r,z）呈现出明显的分层现象，且μα越大，能量分布的中心半径越大，而离中心深度变远，能量吸收逐渐减少。对于四层皮肤组织，真皮层血液含量不同，其光学特性参数也不同，A(r，z)呈现出明显的分层现象，且真皮层中μα、μs、g的改变，影响A(r，z)在真皮层、表皮层和肌肉层中的光分布。　　本文中对相干层析和干涉光谱系统及其光传输特性进行数学分析和模拟研究，所得结果与理论和实验都具有很好的一致性和合理性，这将进一步促进光成像和生物医疗诊断等技术的发展，服务于技术创新和人类健康，具有非常重要的科学和应用价值。