散射介质中偏光信息的处理和利用在生物医学光学，特别是组织无损诊断和成像中具有潜在的实际应用价值。本文对偏振光在散射介质中的传输特性进行了实验测量和数值模拟两个方面的研究，并以此为基础利用其传播规律完成了在成像识别中的初步应用。首先，用矩阵方法来表示光束和物质的偏振特性，以Stokes／Mueller公式为基础，根据Mie氏散射理论，用蒙特卡罗(MC)方法来模拟偏振光在散射介质中的传输。模拟中充分考虑到光子在边界上的矩阵关系，得出介质表面散射光Mueller矩阵和Stokes矢量的二维平面分布，并就不同入射光状态和介质不同散射系数两种情况对影响它们各自的因素作了分析和比较。其次，实验测量了散射介质后向散射光Mueller矩阵。利用解偏度这个表征光状态变化综合性的量来描述散射光偏振态转化，对散射介质的后向散射光偏振特性进行了研究。重点研究了葡萄糖对于散射介质特别是后向散射光偏振特性的影响，得出了若干有价值的结论；最后，基于前面的理论和实验分析。首次提出根据小角度后向散射光的偏振特性，利用环境介质和目标物体解偏度的差异，对散射介质中目标进行识别和定位成像，并且与采用光强作为记录信号的成像方法进行了比较。利用解偏度的差异成像显示出其优越性。