普通的光学成像系统只有在物像共轭位置处才能得到清晰的像，系统一旦离焦，图像就会迅速模糊。而大景深系统因为其成像空间大、获取的物方信息多的特点可以很好的克服传统光学系统的这种缺陷。因此，大景深系统在工业生产和科学研究领域都有着广阔的应用前景，并成为光学领域的一个研究热点。本论文主要研究利用“0、”二元相位模板实现显微系统的大景深。本论文的主要研究工作包括：从光学系统频率普的角度分析了衍射受限系统的离焦传递函数，分析了系统在不同离焦参量下传递函数的特征。随着系统离焦参量的逐渐增大，在系统的通频带范围内会出现相位反转和MTF曲线值为零的情况。此时，成像系统的高频信息丢失，因而图像变得模糊不清。从系统离焦传递函数的角度分析得出：可以利用“0，π”二元相位模板来补偿系统的离焦反转，避免系统成像信息的丢失，来提高系统的景深。利用光学设计软件ZEMAX结合光学自动设计原理，设计了一套显微成像系统。以光学传递函数为基础，得出了相位模板的数学模型和计算方法，结合数学软件maple，通过逐步提高精度的搜索方法得出了相位模板的最优结构，并将其加入到设计好的显微系统的光瞳处组成大景深系统。运用ZEMAX软件的成像仿真和像质评价功能，分析了所设计的大景深显微系统的成像性能，通过对比原显微系统和大景深系统的传递函数、点扩展函数和模拟成像结果可以得出：利用“0、π”二元相位模板能够在保证系统分辨率前提下，增大系统的景深。