研究了谱域光学相干层析(SDOCT)成像系统的量化技术，通过量化OCT图像来获得生物组织内部的信息特征对组织光学散射特性进行定量分析。给出并讨论了单次散射模型，具有轴向点散射函数(PSF)的单次散射模型和多次散射模型，利用平均A-scan算法和非线性最小二乘法曲线拟合，研究不同浓度IntralipidTM溶液的散射特性。实验显示,IntralipidTM溶液的散射系数与浓度在1%~10%间基本呈线性关系，验证了具有PSF的单次散射模型比较适用于本文的谱域光学相干层析成像系统。利用该模型对小鼠的新鲜肝脏进行量化研究，得到小鼠新鲜肝脏在波长λ0为1550 nm时的散射系数为8.9 mm-1。本文的研究为该项技术今后在临床医学上对各种疾病的诊断和治疗奠定了基础。

基于谱域光学相干层析术理论设计并搭建了一套便于集成化的光纤式谱域OCT系统, 其纵向分辨率为7.3 μm, 横向分辨率为9.5 μm, 在空气中的成像深度为3.14 mm。该系统通过干涉光谱来获得样品的深度信息, 实现数据的高速采集。利用该系统对口腔内唾液腺导管内壁的组织形态进行了研究, 并将得到的OCT图像与相对应的病理切片图片进行了比较。实验结果表明, 采用研制的系统可以获得腮腺导管内壁组织的层析结构。该项研究对临床医学上的口腔唾液腺疾病的无创检查和早期诊断具有指导意义。

提出了一种具有增大焦深特性的改进型分形波带片(FZP)。分析并推导了改进型分形波带片基于优化参数w的周期公式；计算了改进型分形波带片在菲涅耳近似下的衍射光场分布以及对应的横向光场分布特性因子，包括分辨率因子（G），施特雷尔比(S)以及旁瓣强度因子(M)；同时分析了在不同的径向坐标r和r2下的改进型分形波带片的焦深特性，结果证明在径向坐标r下，改进型分形波带片的焦深是常规分形波带片焦深的1.5倍以上。分别从横向和纵向两个方面分析了改进型分形波带片的光场分布，结果表明，在宽带光照明下，改进型分形波带片的焦深也大于常规的分形波带片。