光学相干层析成像(OCT)作为一种新兴的三维光学成像技术，凭借着非侵入性、非接触性、高分辨率和高探测灵敏度等优势，在生物医学等领域发挥着重要的应用价值。将传统OCT技术的三维空间分辨能力和动态光散射技术的运动辨识能力相结合，发展了光学相干血流运动造影(OCTA)技术。OCTA将血红细胞与周围组织的相对运动作为内源性的血流标记特征，取代常规外源性的荧光标记物，可以实现一种运动对比、活体、无标记、三维光学血流灌注造影，在脑科学、眼科研究与临床等方面具有重要的应用前景。本文围绕OCT尤其是谱域OCT技术，开展了一种无标记微血管光学相干血流运动造影技术及其脑科学应用研究，具体包括:　　深入理解谱域OCT的成像原理，分析其中的几个系统关键性能参数，包括:分辨率、信噪比、成像量程和探测灵敏度。为了研究血流成像的机制，验证OCT在检测微小运动散射体的能力，利用实验室自主研制的谱域OCT装置，开展了针对微小扩散运动颗粒的检测应用，提出了一种基于多样本并行采集快速准确检测微小运动的方法。　　进一步阐述了无标记微血管造影的运动对比度机理。为了增强OCTA的血流对比度，以便更清晰地理解图像特征，提出了一种基于全空间调制谱分割的多角度独立散射样本并行收集方法，获取角度分辨的若干相互独立的OCTA子造影图像并复合平均。进而，将独立散射样本并行收集方式延伸到时间、空间和光谱等维度，实现混合多样的多样本高效并行采集。该策略能够权衡时间、空间、光谱或角度维度各自单独采集独立散射样本所导致的采集时间长、分辨率降低等缺点，能够最优化地提高OCTA血流对比度。　　最后，在开展OCT技术的脑科学应用研究方面，将OCT与近红外光神经刺激(INS)相结合，发展了一种无标记、全光学的脑功能调控与成像手段手段，能够同时实现神经元刺激调控和光学功能成像。验证了OCT能够探测得到老鼠躯体运动感觉脑皮质在INS作用下的功能响应信号的时空变化。所观测到的功能OCT响应信号与刺激作用时间段具有同步性。此外，不同于功能OISI的深度综合的响应信号变化的是，功能OCT能够提供深度分辨的刺激响应信号分布。该项研究对于脑科学领域的神经功能活动研究具有重要价值。