光声显微镜技术作为一种新兴的成像技术，近年来发展迅速成为生物医学研究的重要成像技术之一，其依赖于样品的内源性光吸收，具有图像对比度高、携带信息量大、穿透深度较大且可实现功能成像等特点。共焦显微镜技术作为一种成熟的成像技术，具有很高的空间分辨率和特有的层析成像能力，广泛应用于生物医学研究等领域。而微分显微镜技术，只有当样品相邻两点在结构上有所差异才会有信号，能实现样品的边缘与微细结构的突显。不同成像模式具有自身的优缺点，携带样品不同的信息，本文基于以上三种成像技术，提出并设计研制了散射光声-共焦空间微分显微镜。此系统不仅可以在极高探测灵敏度的前提下实现各种生物样品的光声-共焦双模式显微成像，即使是在激发波长处吸收很弱的无色透明样品，而且还可实现各种生物样品的光声-共焦空间微分显微成像，获取高对比度的微分图像，即边缘增强显微图像。　　本论文主要完成的工作如下:　　(1)在微腔光声探测技术的基础上，引入多探元同步并行采集技术，首次设计并制作出四探元微腔光声探测器，并在此基础上搭建了基于四探元微腔探测的光声显微成像系统，进一步提高我们的光声显微镜系统的探测灵敏度，提高光声显微图像的信噪比与对比度。本文使用在激发波长处光吸收较弱的口腔上皮细胞作为样品进行实验，实验证明，四探元微腔光声探测技术可明显提高探测灵敏度，图像的信噪比随着光声探元数目的增加而提高，基于四探元所成光声图像的信噪比比单探元的提高了6dB，系统可实现口腔上皮细胞的光声显微成像，基于四探元所成的光声显微图像可以清楚观察细胞的细节，图像对比度高。　　(2)为了使光声显微镜适用于传统光声显微镜无法实现成像的弱吸收强散射的无色透明样品，本文将散射光声技术引入到光声显微镜中，搭建散射光声显微镜，并结合共焦显微镜，同时利用样品的前向散射光子与后向散射光子，研制散射光声-共焦双模式显微镜系统。首先利用粒径为3μm的无色透明聚苯乙烯(PS)微球作为标准样品进行实验，通过对比得到的散射光声显微图像与传统光声显微图像，证明散射光声显微镜可实现无色透明样品的免标记光声显微成像，系统的分辨率高于3μ m。进一步的，将散射光声-共焦双模式显微镜应用到口腔上皮细胞、神经母细胞瘤细胞与肝癌细胞三种较透明细胞，成功获得了它们的散射光声显微图像与共焦显微图像，两种成像模式的图像相互补充提供样品更全面的信息。　　(3)将空间微分技术引入到共焦显微镜中，搭建共焦空间微分显微镜，并应用其首次实现了在获得生物样品共焦显微图像的同时，直接获取到对应的边缘增强显微图像。本文不仅利用了掩膜板、标准分辨率板RTA-07两种形状规则的显微样品，血红细胞与口腔上皮细胞两种生物细胞作为样品进行了实验，实验充分说明了共焦空间微分显微镜的可行性，获取到样品的微分图像，即边缘增强显微图像，图像对比度高，样品边缘与微细结构得到明显的突出，系统分辨率达到1.5μm。而且还根据得到的边缘增强图像对样品的形态做了简单的分析与计算，大致计算了标准分辨率板的线条宽度、血红细胞的直径与面积。　　(4)将空间微分技术、散射光声技术引入到光声显微镜中，搭建了散射光声空间微分显微镜。首次利用此系统实现了无色透明生物细胞的光声微分成像，获得其边缘增强光声显微图像。利用较透明的口腔上皮细胞与肝癌细胞进行实验，均获得了高对比度的边缘增强光声显微图像，边缘增强效果明显，充分证明了散射光声空间微分显微镜的可行性。