全场光学相干层析术(FF-OCT)探测生物组织亚细胞水平折射率扰动的本征信号，为无标记成像提供了丰富的显微结构信息。动态全场光学相干层析技术(D-FFOCT)结合全场OCT低相干层析成像与动态散射光测量原理，可为细胞或组织提供亚细胞动态对比度。介绍了近年来D-FFOCT技术的发展，讨论了基于D-FFOCT的多模态成像技术，分析了成像系统的空间分辨率、信噪比和成像深度。针对目前D-FFOCT干涉信号易受扰动而产生图像伪影缺陷的问题，分析比较了运用高速相机、瞬时移相法、基于希尔伯特变换的算法和基于奇异值分解的图像滤波算法等消除伪影的方法，概述了D-FFOCT在基础生物学、精准医疗领域和药物研究方面的研究，并展望该技术在这些领域的发展前景和未来研究方向。

利用实验室搭建的全场光学相干层析(FFOCT)系统对人体正常与癌变肝组织分别进行成像, 获得了高分辨率的层析图像。针对人眼识别FFOCT图像时难以区分正常与早期癌变肝组织的问题, 提取两者FFOCT图像的灰度特征并进行统计学分析, 以实现在参数特征上区分两者的目的。结果表明, 在正常与癌变肝组织初步提取的均值、方差和峰度等五个特征参数中, 有四个显示出了明显的数值差异, 可用于鉴别肝组织是否癌变。该研究结果为进一步研究如何利用FFOCT图像中所提取的特征参数作为判断实际临床诊断中生物组织癌变与否的诊断标准打下了基础。

提出了一种基于补偿干涉仪的串联式全场光学相干层析(FF-OCT)系统。该系统包含共光路式探测干涉仪和双臂式补偿干涉仪, 前者用于探测样品的后向散射光, 后者用于补偿探测干涉仪两臂的光程差。采用宽带卤素灯光源和大数值孔径显微物镜进行成像; 利用单片机进行相位调制, 以便从干涉图像中获得样品的正面层析图像。进行了洋葱细胞的光学层析实验, 验证了系统的可行性。探测干涉仪基于共路式结构, 体积小, 对外界运动等的影响不敏感。使用光纤连接两个干涉仪, 可实现手持式探测干涉仪, 对实现内窥式探头具有重要意义。

全场光学相干层析成像（FF-OCT）可对生物样本和活体生物组织实现高分辨率光学相干断层成像。FF-OCT中一个主要的问题是如何通过Hilbert变换由多幅移相干涉图获取断层图像。利用Matlab软件,使用目前几种主要的Hilbert变换，包括一维Hilbert变换及总体Hilbert变换、方向Hilbert变换、单象Hilbert变换和二象Hilbert变换等四种二维Hilbert变换进行了成像质量模拟。结果表明，二维Hilbert变换与传统的一维Hilbert变换图像相比，对比度均有10%左右的提高。

针对全场光学相干层析术实用化时成像速度不高的问题，提出一种基于FPGA控制的相位调制快速全场光学相干层析系统成像方法.首先用FPGA搭建电路以产生频率可调的高准确度正弦信号与脉冲信号, 然后利用所产生的信号作为调制频率，采用四步移相法获取光学断层图像.采用该方法对洋葱表皮细胞进行光学断层成像，并与传统相移法及采用单片机调制方式获取的图像进行对比，结果表明该方法不仅能提高成像质量，且对高分辨率光学断层图像的采集时间从目前的4 s（0.25 Hz）减少到0.03～0.05 s（20 Hz～35 Hz），提高了系统的成像速度.

报道了一套具有活体光学断层成像能力的全场相干层析系统(FF-OCT)。该系统基于Linnik白光干涉显微结构，使用非相干光卤钨灯照明，参考臂与样品臂采用完全相同数值孔径的显微物镜成像，实验测得的轴向分辨率为1.3 μm ，横向分辨率为0.89 μm , 640 pixel × 480 pixel 的CCD采集干涉信号得到的成像深度为80 μm 。描述了基于单片机控制的相位调制方式，采用该方法可提高成像速度(从60 s/frame提高到1 s/frame断层图)和图像信噪比(SNR)，并用所获得的洋葱表皮细胞的断层图(SNR 从18.36 dB提高到23.30 dB)和三维图像验证其有效性。探究了由于大数值孔径显微物镜和折射率不匹配产生球差的原因并给出补偿方法，实验结果表明，补偿后的断层图像呈现了更多的细节(SNR 从25.41 dB提高到29.54 dB)。利用该系统还实现了人体手指皮肤在体细胞水平的细微结构断层成像。对人体肝组织进行成像表明，所研制的FF-OCT系统有分辨正常组织与肝癌组织的能力，从而证明了研制的全场光学相干层析系统在癌症诊断领域的价值。该系统的研制为取代冰冻切片检测的快速辅助诊断手段奠定基础。

建立了一套全场光学相干层析(FFOCT)系统，以实现对生物组织和细胞的高分辨层析成像。该光学系统基于Linnik干涉显微结构。不同于现有FFOCT系统采用光纤束照明方式，采用卤钨灯照明和大数值孔径显微物镜成像，压电陶瓷(PZT)移相，面阵电荷耦合器件(CCD)采集干涉信号，由5步移相算法获取层析图，最终合成三维图像。对整套系统的性能进行了详细的阐述与分析，并通过对洋葱表皮细胞和盆栽树叶的光学层析实验,验证了本系统的可行性和精确度。通过对集成电路内部芯片（英特尔奔腾4，横向分辨率达0.8 μm）成像，证明了该系统的分辨率可达到0.7 μm×0.5 μm（横向×纵向）。提出的系统分辨率高、成本低、结构简单便于调节，为实现高分辨率光学相干层析成像提供了简单易行的方法。

研制了一套基于林尼克干涉仪结构的全场光学相干层析成像（FF-OCT）系统，以获得高质量的全场光学相干层析图像。不同于大多数FF-OCT系统所采用的光纤束照明方式，本系统采用卤素灯作为光源，搭建改进型科勒照明系统进行照明。选用Intel Pentium 4处理器芯片作为样品，对其内部结构进行了成像实验，通过四步移相算法根据四幅连续的相移干涉图像获得了样品的层析图像，实验结果证实了成像系统的可行性。使用改进型科勒照明系统的FF-OCT成像系统，与现有的FF-OCT系统相比，结构简单便于制作，且成本低廉，为实现高分辨率光学相干层析成像提供了简单易行的方法。

提出了一种在谱域光学相干层析成像(SDOCT)中提取随深度变化的相位误差及补偿该误差的方法。对被测样品的干涉谱作加窗傅里叶变换，得到一幅二维深度-频谱图。样品不同界面对应的干涉谱因加窗傅里叶变换的时频特性而被分离开。对各干涉谱相位分别进行多项式拟合，得到一组随深度变化的相位误差分布。将该深度相位误差分布作为补偿因子实现精确补偿。该方法不仅可完成对多个介质层构成的复杂样品的色散补偿，还可以实现对由于波数采样不均引起的随深度非线性变化的相位误差的补偿。仿真实验和对四层盖玻片样品及人体指甲盖的实验结果表明，该方法能简单精确地补偿系统随深度变化的相位误差，有效地抑制因相位误差导致的系统纵向分辨率随深度的恶化，改善成像质量。

提出了一种基于二次曝光数字全息干涉术的子午线轮胎内部气泡缺陷无损检测方法。该方法利用数字全息记录系统记录下轮胎初始状态和受热膨胀变形状态的数字全息图,在计算机中对这些数字全息图分别再现后,将代表轮胎变形状态的再现波前与其初始状态的再现波前进行干涉,获得携带轮胎变化信息的干涉条纹和相位分布;分析了存在气泡缺陷区域的轮胎和无缺陷轮胎两种情况下的干涉条纹及其相位分布的特点和区别。分析结果表明:在轮胎内部存在缺陷的位置,其二次曝光数字全息干涉条纹具有与质量正常位置处干涉条纹相对独立的特征,该方法可以检测出轮胎气泡缺陷,记录系统的横向分辨率为16.4 μm。