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光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography, OCT)是一种基于信号光和参考光干涉的非侵入式高分辨率成像技术。自诞生以来,提高成像速度和分辨率,一直是OCT领域重要的研究方向。OCT不仅可以应用于生物医学领域,基于其高速无损高分辨率的成像特性,OCT还可以用于工业无损检测领域,这对OCT系统的成像速度和分辨率等性能提出了更高要求。传统的谱域OCT在成像速度上已经达到瓶颈,为了打破这种限制,针对工业在线检测领域对成像速度的需求,研制了线照明并行谱域OCT系统。传统的谱域OCT系统使用线阵相机,相机一次曝光只能获取单点位置的轴向扫描信号(A-scan)。线照明并行谱域OCT系统采用高速面阵CMOS相机,单次拍摄即可获取完整的横截面(B-scan)图像。此外,基于线照明面阵探测器的并行谱域OCT系统,可以同时获取沿线照明方向各位置处的深度分辨信息,避免了横向扫描机构的应用。研制的线照明并行谱域OCT系统的轴向分辨率为17.9 μm,并行方向上的横向分辨率55.7μm,扫描方向上的横向分辨率为24.8μm,轴向扫描速率为128 000 A-scan/s,横向视场为32mm,空气中成像深度大于6mm,成像灵敏度达到62dB以上。利用研制的线照明并行谱域光学相干层析成像系统,开展了不同类型玻璃表面及其内部缺陷的检测应用研究。针对成像分辨率的要求,研制了超高分辨率谱域OCT系统。OCT系统的横向分辨率和轴向分辨率是相互独立的,即使在探测光束数值孔径很低的情况下,依然能够实现较高的轴向分辨率。研制的超高分辨率OCT基于超连续激光光源,通过优化的方案设计和数据处理算法,实现了亚微米级的轴向分辨率。经过实验验证,系统轴向分辨率为0.9μm,最大成像深度0.6 mm,信噪比优于100dB。通过对比验证,超高分辨率谱域OCT系统相对于标准的谱域OCT系统具有巨大的分辨率优势。同标准的谱域OCT系统相比,不仅可以生物组织的更加清晰的结构图像,在材料无损检测领域可以获取更加清晰的截面图像,可以快速对被测材料表面和内部的亚微米结构进行成像,在无损检测领域拥有巨大的潜力。本文主要包括了上述的两部分内容：线照明并行谱域OCT系统的研制和超高分辨率谱域OCT系统的研制。从理论上描述了OCT的基本原理,分析了限制OCT系统性能的影响因素,在两种实际搭建的系统中对实际各种非生物组织的样品进行成像并给出了实验结果。