眼底检查不仅对眼科疾病、更重要的是对内分泌和其它影响血液成分的全身性疾病如糖尿病、肾病等的诊断具有重要意义。但由于人眼像差的影响,普通眼底检查设备的成像分辨率只有10-15μm,无法满足对早期轻微病变检查的需求。自适应光学技术的应用克服了人眼像差的限制,可以获得接近光学衍射极限的成像质量,在瞳孔直径6mm条件下分辨率可达3μm,可清晰分辨眼底视觉细胞。变形镜作为波前校正器,虽然在众多研究小组中使用,但由于其体积大、价格高、校正范围小,很难实用化。因此本文采用高分辨率的液晶波前校正器,研究了基于液晶自适应光学的眼底高分辨率成像仪的实用化问题。由于眼底组织的反射率很低,只有0.001%~0.1%,同时眼睛又是光敏系统,很容易受到光伤害,对入眼光强限制得很低,因此眼底成像的最大困难是信号弱,易受杂光干扰,对比度低;再者,活体人眼容易下意识转动,成像视场很难固定;自适应成像视场太小,不到200μm,同时照明均匀度较差,使得有效成像视场更小,不利于医生诊断。针对上述问题,本文首先调研了人眼的透过率光谱、反射率光谱、血液的吸收光谱,综合考虑眼底照明的安全性,选定808nm和561nm波长的激光分别作为对视觉细胞层成像和血管成像的照明光源;为提高激光能量利用率和照明均匀度,提出随机位相板代替毛玻璃的方案,并采用多模光纤二次匀光,同时提高了光源的灵活性和稳定性;为消除角膜表面2%的强烈反射干扰光,在光束入眼处设置了环形光阑,其中心遮拦直径2.5mm;实验中发现近视与散光补偿镜也会引入表面后向反射,严重干扰成像,因此优化设计了补偿镜的表面曲率,其最大表面曲率半径小于170mm;针对液晶校正器的偏振光依赖特性,改传统的闭环自适应成像系统为开环系统,在不降低校正精度的前提下,能量利用率提高了1倍。为解决自适应成像中探测需要小视场照明而成像希望宽视场照明的矛盾,提出利用快速可变光阑的方案,既保证了像差探测的精度又扩大了自适应成像视场;经优化设计得到小孔对人眼视场角0.2~0.3度,照明眼底约100μm区域,而大孔直径视场角为1.7度,可实现对眼底500μm视场的照明和成像,充分利用了人眼的最大等晕角1.5度;统计检测了人眼对强光的应激反应时间,得出55ms内人眼像差变化小于1/14λ,因此设计可变光阑在25ms内完成照明视场的大、小切换,55ms内完成眼底的自适应像差校正成像,获得了500μm视场的高分辨率成像结果。在实现了对眼底高分辨率成像的主要功能的前提下,设计并集成了12度大视场的直接成像系统,用于大范围观察,并锁定需要自适应校正成像的疑病区;根据人眼凝视状态下无意识的快速颤动特点,颤动周期在10~20ms,颤动幅度最大为35μm,设计了“动态”十字线视标,有助于提高定位精度和人眼盯视稳定性;研究了自适应光学系统孔径共轭误差对波前探测和校正的影响,瞳孔轴向对准误差小于±3mm即可忽略孔径共轭误差影响;最后优化了成像仪光学系统的装调方案。在以上研究的基础上,研制了以眼底视觉细胞为主要观察对象的液晶自适应光学眼底成像仪的原理样机,为自适应光学应用于活体人眼高分辨率成像迈出了实践性的第一步。