折射率是生物样本最重要的光学属性，经常作为内源性“标记物”进行无标记定量成像。虽然通过测量光程差获取相位信息的传统定量相位成像方法已被广泛研究，然而其获取的相位结果是样本折射率与厚度的耦合产物，无法重建三维形态学信息。近年来，以光学投影层析方法为开端，研究人员率先开启了以三维折射率定量成像为目标的形态学特征重建方法研究。然而光学投影层析方法未考虑衍射效应，导致其精度不足。为解决该问题，基于散射反演求解的光学衍射层析技术应运而生，并在无标记生物三维成像方面展现出巨大的潜力。本文锁定生物折射率三维无标记定量成像研究，聚焦光学投影层析和光学衍射层析两种方法的发展历程，从正向测量模型、反演算法以及实现方法三方面进行综述，并对该研究未来的工作进行展望。

光学投影断层成像技术是一种新颖的针对毫米至厘米量级的介观尺寸的三维荧光成像技术，具有经济、快速、分辨率高和成像范围广等优异性能，是当今生物医学光子学领域的研究热点之一。综述了光学投影断层成像的技术原理、发展研究现状以及其广泛的应用领域，阐述了不同光学投影断层成像技术的特点。目前光学投影断层成像技术的发展主要集中在系统自身(包括焦平面扫描、角度复用、角度滤波等方法)的改进、后期图像重组算法的改进以及该技术结合多维度荧光成像技术三个方面。通过技术细节的改进和发展，光学投影断层成像在生物医学、组织形态学和组织病理学、活体成像和荧光标记追踪等研究领域获得广泛应用。

传统的光学投影层析受相机感光元件动态范围及曝光时间的限制, 难以对具有复杂空间结构分布的样品获取其完整且精细的三维结构信息。针对传统光学投影层析三维成像系统存在的问题, 提出了在传统光学投影层析技术中引入朗伯体光源以及线性化动态范围变换的新方法。使用朗伯体光源照射样品, 通过多次曝光分别对样品进行图像采集, 获取相机实际响应曲线, 线性化处理曲线中非线性响应区域以解决传统多次曝光动态范围变换存在的非线性失真和假象问题, 然后应用图像融合技术对多次曝光获取的原始图像数据进行融合, 运用反投影算法重构样品三维成像, 从而获得具有复杂空间结构样品的精细三维结构信息。理论分析与成像结果表明, 这种基于光学投影层析的三维结构成像新方法可以获得复杂空间结构样品更多的信息。