光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography,OCT)是上个世纪90年代诞生的一种全新的生物检测成像技术。目前为止,OCT在生物医学领域,尤其是眼科学应用已经十分广泛,但实际上OCT还可以应用于微细结构测量、缺陷检测等工业领域。由于许多工业材料表面和亚表面有着微米甚至亚微米级结构,因此对这些材料的检测就要求检测系统具有超高的分辨率。对于高分辨率的要求,本文研制了一种基于迈克尔逊干涉仪的自由空间超高分辨谱域光学相干层析成像(SD-OCT)系统。该系统采用超连续激光光源,中心波长为650nm(需要指出650nm是从光源中滤出的有效光谱的中心波长),光谱半高宽为260nm,可以实现0.9μm的超高轴向分辨率。轴向扫描速率为28600A-lines/s,每个A-line的光谱用2048像素的线阵CCD接收,横向分辨率3.9μm,横向视场1mm,在空气中成像深度大于0.6mm。利用了研制的超高分辨谱域OCT系统,开展了一系列的研究,包括消除色散算法的研究,具有精细结构样品的检测,纳米级薄膜厚度的测量。此外,在超高分辨谱域OCT系统的基础上研制了基于受激辐射的谱域OCT系统。常规的谱域OCT是通过组织的后向散射光来获取干涉信号,具有分子特性信息的元素对于某些疾病的前期检查又是至关重要的,比如皮肤中的黑色素含量是诊断黑色素瘤的评价标准,普通的OCT只能对生物组织结构进行成像,而对这种具有分子特性的元素分布信息是无法获取的。如果OCT系统既可以在组织表层实现微米量级分辨率的成像,又可以探测到分子特异性信息,那么对于生物医学领域来说,又是一个巨大的进步。本文将受激辐射、调制解调技术相结合,研制了受激辐射谱域OCT系统,可以有效的探测荧光色团的分子特异性信息。本文围绕超高分辨谱域OCT系统的工作包括以下两个部分:一、超高分辨谱域OCT系统的研制以及其应用与研究。二、在其基础之上研制的受激辐射谱域OCT系统,分子特异性信息的检测。