随着社会经济的发展，科学技术的进步，人们生活质量提高，进而对医疗诊断和治疗的无损性、舒适性、安全性等方面提出了更高的要求。鉴于此扩散光层析成像（Diffuse Optical Tomography, DOT）成为国际上新提出来的成像技术，引起了许多国内外学者的重视。由于生物组织的光谱特性和它本身的分子构成直接相关，因而利用光学特性也可以获得有效的诊断信息，比其它医学诊断手段对人体造成的伤害要小许多。采用波长在600-900nm之间的激光激励组织体，由于组织体对此波段的光具有强散射、低吸收的特性，使得激光可以穿透一定厚度的组织体并且携带出组织体内部对光的吸收和散射的特性信息，将这些信息应用数学方法呈现出来，即对组织体内部信息进行光学成像。本文的主要研究工作有以下几个方面：（1）对频域扩散光层析成像系统的算法进行了研究，基于频域的扩散方程和Robin边界条件用有限元的方法进行正向问题求解，采用基于信赖域的Levenberg-Marquart方法进行逆向问题的优化运算。（2）为频域系统搭建了实验平台，使用声光调制器将660nm的激光调制到100MHZ，一路经过半透半反射镜给设计的光电二极管（PIN）管检测电路，另外一路照射自制非均匀仿体由光电倍增管（PMT）探测出射光，通过此实验平台获取的仿体数据验证频域扩散光层析成像系统。（3）本文对当前扩散光层析成像系统探测器测量时不可避免的测量误差进行了分析，即对于探测器接受的面光强与正问题计算的点光强之间不匹配造成的测量误差，本课题提出了修改正问题计算方法，使正问题计算的是面光强以减小测量误差，并且通过实验验证了此方法的有效性。