双光子激光扫描显微成像是生物医学领域内一种应用广泛的光学成像技术,与传统的显微成像技术相比,它在分辨能力、成像深度、光漂白、光损伤等方面都有有效的改进。随着光纤在生物成像领域内应用的不断发展和以及新型光纤的投入使用,越来越多的成像技术走上了光纤化的道路,双光子显微成像也不例外。光纤双光子显微成像系统不仅具有光纤系统紧凑、方便的特点,而且可以对系统性能进行改善并引入新的功能。本文围绕着光纤双光子激光扫描显微成像这一主题,通过实验初步研究了其中的两个关键问题——纵向扫描和脉冲压缩。首先,提出了基于普通多模光纤的双光子成像纵向扫描方案。文中,通过光环产生实验分析了本方案的扫描机制,通过单光子激发实验验证了方案的可行性,通过双光子激发实验证明了此方法可以用于双光子显微成像。与声光偏转器结合,该方案可以实现快速无惯性纵向扫描,扫描速度可以达到μs量级,同时圆环聚焦激发荧光的暗场照明特性,可以提高成像对比度。其次,进行了飞秒脉冲宽度压缩的初步实验。本文分析了非线性光子晶体光纤展宽飞秒脉冲频谱的机理,进行了细致的光纤耦合实验,在反常色散区域800 nm入射获得了从530 nm到980 nm范围的超连续光谱,在正常色散区域对有利于脉冲压缩的频谱展宽进行了实验分析,并对非线性光子晶体光纤和光栅对结构压缩脉冲的方法进行了初步实验。本课题对基于光纤的纵向扫描和脉冲压缩技术的研究及初步实验结果,显示出这两种方法的使用,可以使双光子激光扫描显微成像的功能得到增强,应用领域得到扩展。