近年来高分辨率光学显微镜迅速发展,其分辨率不断提高。在高分辨率光学显微镜中,点扩散函数直接影响其分辨率,尤其是在点扫描成像高分辨率光学显微镜中。论文系统研究了点扫描成像高分辨率光学显微镜的点扩散函数,建立了计算模型,并应用于搭建的STED实验系统中,从而证实了点扩散函数的理论分析,论文主要内容如下:1推导出了实际应用中一种介质和三种介质情况下高分辨率光学显微镜中照明点扩散函数的计算表达式,并建立了模型。利用该计算模型,分析了入射光的偏振态、数值孔径和入射介质的折射率对照明点扩散函数的影响。2推导出了一种介质和三种介质下点扫描成像高分辨率光学显微镜中探测点扩散函数的计算表达式,结合照明点扩散函数建立了系统综合成像点扩散函数模型模型。根据该模型,分析了不同的探测方式、电偶极子的方位以及针孔对探测点扩散函数的影响。3通过相位调制和偏振-相位调制两种方式了生成了二维中空光斑,并通过不同二维光斑的组合生成了三维中空光斑。对生成的二维、三维中空光斑进行比较,得到较好的中空光斑。4搭建了STED显微实验系统,研究了其中的关键技术,并从高分辨率和高信噪比两个角度介绍了STED显微系统的组成部分。5通过STED显微实验系统完成了成像系统的点扩散函数的测量、角向偏振光和径向偏振光聚焦光斑的成像、不同数值孔径的聚焦光斑比较、折射率不匹配的光斑比较,还完成了STED显微成像系统中中空光斑的生成、激发光和损耗光的光束叠加重合以及STED超分辨成像实验。