近年来,微波技术已经极大地促进了通信,半导体器件,高速电子学和磁共振等方面的发展。微波测量技术作为微波技术不可分割的一部分,在微波检测,微波设计,微波传输以及微波材料等方面,都极大地支持着微波技术向前发展。随着人们对纳米尺度高频微波过程和高频微波材料研究的进一步加深,越来越多的微波技术被开发出来,与此同时,实验中对微波场的高分辨率测量要求逐渐提高。目前,已有技术实现了对微波电场的高分辨率矢量测量,而对微波磁场的高分辨率矢量测量仍在研究之中。科学家使用微型磁探头,超导量子干涉仪,超冷原子,自旋霍尔效应等多种方法进行微波磁场测量和成像,向着更高灵敏度,更高分辨率的目标不断努力,但是目前都没能将测量尺度降低至纳米量级。事实上,这些前人的研究已经给出了思路:实现微波磁场的纳米级分辨率成像,关键在于找到一种纳米级磁探针。金刚石氮-空位色心,作为一种性能优异的顺磁性磁探针,具有退相干时间长,光学性质好,易于微波操作,个体尺度小的特点。我们可以利用其光学特性,方便地使用激光对色心进行初始化和读出;利用其长的退相干时间,我们可以极大地提高对磁场的测量能力,灵敏度可达nT/Hz量级。利用其易于微波操作的特点,我们可以采用更优化更复杂的微波脉冲对磁场进行更高精度的测量。利用其个体尺度小的特点,我们可以将其制造成理想的纳米级探针,以实现对微波磁场的纳米分辨率成像。基于这些特性,金刚石氮-空位色心的应用不仅仅局限于磁探测,还拓展到多个领域,如量子计算机,量子密码和通讯,电探测,温度探测等等。基于此,我们围绕对微波磁矢量场的高分辨率成像进行了装置设计和实验研究。本篇论文主要介绍我们在自搭建的共聚焦显微系统上,利用金刚石氮-空位色心与待测微波的相互作用,完成对纳米尺度微波磁矢量场的成像。我们首先明确微波磁矢量场测量的意义以及发展历史,然后介绍金刚石氮-空位色心的性质及其在磁探测领域的应用与发展,并详细阐述了基于金刚石氮-空位色心对微波磁矢量场进行测量成像的原理和结果,此外,我们还介绍了用于微波磁矢量场成像的装置及其操作流程。最后总结本篇工作,同时对氮-空位色心在微波测量技术中的前景进行展望。