对谱域光学相干层析系统(SD-OCT)采用色散补偿方法进行优化，是提高系统成像质量的重要方式。本文提出了一种基于数值多项式拟合的色散补偿方法。该方法通过提取干涉信号的相位并解包裹，利用数值多项式对解包裹后的相位进行拟合，然后根据拟合出的高阶色散因子对干涉信号做相位补偿。本文利用SD-OCT系统测量出不同光程差位置处的轴向分辨率和信噪比，通过比较分析色散补偿前后系统的轴向分辨率及信噪比，来验证该方法的有效性和可靠性。结果表明，本文设计的色散补偿技术可以使系统具有良好的轴向分辨率，三阶多项式拟合相位的色散补偿方法在约1.5 mm的成像深度范围内有明显的优化效果。

光学相干层析(OCT)技术在活体成像应用中的无损、高速、超高分辨率特性使其在生物医学领域有着广阔的发展空间。通常情况下,OCT系统的数据采集量巨大,图像重建中包含的快速傅里叶变换(FFT)需要大量的计算时间,中央处理器(CPU)串行数据处理模式难以满足实时成像的需求。针对这一问题,将统一计算设备架构(CUDA)并行编程技术应用到皮肤组织成像的谱域相干光断层成像(SD-OCT)系统数据处理过程中,并在图形处理器(GPU)上予以实现。详述了系统算法并行化拆分以及对系统采集到的数据进行并行化处理等以提高成像速度的方法。利用搭建的SD-OCT系统对手指部位的皮肤组织进行成像并采集数据,用实验室现有数据处理平台MATLAB以及GPU分别对采集到的数据进行处理,对比了不同数据处理平台的成像速度和成像质量。结果表明,在保证成像质量不变的前提下,GPU+CPU混合编程技术比MATLAB数据处理平台的成像速率提高了10倍,满足了临床中对实时成像的实际要求。

对谱域光学相干层析(SD-OCT)系统中的透镜组进行设计优化，是提高系统成像质量的重要步骤。本文基于Zemax仿真对样品臂中的场镜和光谱仪中的聚焦透镜进行了设计和优化，并且根据点列图、波前图等分析手段对结果进行了像质评价。结果表明，本文设计的场镜可以使系统具有理想的成像质量和良好的横向分辨率；所设计的光谱仪中的聚焦透镜使得聚焦光斑的尺寸小于CCD的像素点宽度，避免了CCD在接收信号时各像元之间造成干扰，从而提高了光谱仪的分辨率。