光声成像技术是一种具备光学高对比度和超声大探测深度的活体成像技术,具有分辨率高、无需标记、对生物组织安全无害等优点,被广泛用于多种生物医学研究中。光声显微成像（PAM）作为光声成像的一个重要分支,也分为光学分辨率光声显微成像（OR-PAM）和声学分辨率光声显微成像（AR-PAM）,它们具有不同的分辨率和不同的成像深度,OR-PAM可提供光学高分辨率的浅表血管信息,AR-PAM则可以提供声学分辨率的深层组织信息,本文开发了集成两种成像方式的成像系统,使得系统拥有跨尺度的成像能力。然而,传统机械的扫描方法限制了其成像速度和成像视野,阻碍了其应用,为了提高系统的扫描速度,使其可以获得样品的动态信息,本文引入了多面转镜扫描技术作为系统的快轴扫描,同时配合慢轴电机丝杆平移台可以进行二维扫描,实现高速跨尺度宽视场三维成像。本文对比了PAM传统机械扫描方式和多面转镜扫描方式,并介绍转镜的原理与特点,随后详细列举了一些转镜扫描导致图像错位的成因,提出三种有效降低错位的方法:（1）利用超声进行辅助图像矫正方法;（2）旋转电机编码器输出脉冲信号用于触发激光器,同步电机与激光器,使得激光器以转镜的等角度间隔发出激光,降低图像错位;（3）设计轴和轴承配合紧密的传动结构,减少转镜工作时的振动导致的图像错位。本文还详细介绍了基于多面转镜扫描的高速跨尺度光声显微成像系统的设计与搭建过程。首先介绍了系统光学和声学部分的设计,系统采用532nm和1064nm波长的激光器,双光源分别提供OR和AR的照明方式,根据设计好的光学/声学系统确定出该成像系统的各项性能参数;然后介绍系统中重要结构部件（光声耦合器、多面转镜）的具体设计步骤,并利用Solid Works对整个系统进行三维建模,确定设计无误后搭建成像系统;此外还介绍系统工作时序和控制系统,采用单片机控制各个模块的时序信号,利用Labview编写上位机控制程序,从而实现电机运动、数据采集和图像显示的自动化控制。通过设计仿体实验测得系统OR-PAM横向分辨率为7.1μm,AR-PAM横向分辨率为112μm;系统轴向分辨率44.275μm;OR-PAM成像深度为1mm、AR-PAM成像深度为2.7mm、转镜扫描的有效扫描范围为10mm。系统以40KHz的激光重复频率对2×10mm范围进行扫描成像耗时平均14 s,比传统扫描快约180倍,目前系统成像速度还受限于激光器的重复频率,采用更高频率的激光器可以达到更快的扫描速度。最后通过对裸鼠腿部的黑色素肿瘤进行跨尺度成像,得到了黑色素肿瘤浅表的微血管结构信息和肿瘤边界信息;同时也对裸鼠耳朵进行多次扫描成像实验,获得裸鼠耳朵血管的血液灌注过程的图像,验证了系统的活体高速跨尺度成像功能。