光学显微镜由于Abbe衍射极限其分辨率只能达到波长的二分之一左右。利用微球辅助光学显微镜可以实现超分辨成像。微球辅助显微成像技术因为其不需要对样品进行荧光标记和无光毒性等特点而被研究者广泛关注。为揭示微球超分辨成像的机理,本文围绕高折射率钛酸钡（Ba Ti O₃ Glass,BTG）微球成像来开展主要工作,具体如下:1、基于斯涅尔定理和边界条件,本文从理论上分析微球把倏逝波转化为传播波的过程,并且研究微球和浸没介质的折射率对微球成像特性的影响。研究发现,高折射率的BTG微球相比于低折射率的二氧化硅（Si O₂）微球和聚苯乙烯（Polystyrene,PS）微球具有较高的横向放大率。另外,还实验研究不同浸没环境下（水,SU8-2002,酒精,聚二甲基硅氧烷和松柏油）,BTG微球对亚波长物体的成像特性。同时,结合时域有限差分法仿真软件对BTG微球的成像机理进行研究,发现折射率较高的浸没介质,由于增大微球的物方焦距,会降低微球的成像放大率。2、研究级联型微球透镜的成像特性,其中一级成像系统是Si O₂或者PS微球阵列,二级成像系统是高折射率的BTG微球。研究当一级成像系统的Si O₂或PS微球尺寸发生变化时,Si O₂/BTG与PS/BTG级联型微球结构的成像特性。研究发现,PS/BTG级联型微球结构的放大率优于同尺寸下Si O₂/BTG级联型微球结构,随着一级成像系统的微球尺寸从400 nm变化到900 nm,级联型微球结构的成像放大率得到提高,且两种级联型微球结构的成像放大率均大于BTG微球单独成像时的放大率,成像放大率最高可提高至1.46倍。3、利用微球阵列制备具有亚波长结构的金属纳米点阵,并对金属纳米点阵中金属纳米颗粒的光学特性进行仿真研究。最后,利用BTG微球辅助显微技术对具有亚波长结构的金属纳米点阵进行成像研究。研究发现,在400～900 nm光波段,相同几何尺寸的Au、Ag、Al金属纳米颗粒的光学特性不同,当金属纳米颗粒的尺寸增大时,共振峰峰位都发生了红移且散射光谱的强度变大,其中,Ag、Al金属纳米颗粒的散射强度高于Au金属纳米颗粒,散射特性不同导致成像分辨率的不同。因此,在实验中能成功分辨两相邻金属纳米颗粒之间的距离为150 nm的Ag、Al金属纳米颗粒,而Au金属纳米颗粒则不能被分辨。