金纳米颗粒具有优异的光学特性,易修饰、生物毒性低等特点,常作为生物显微成像标记物,用于肿瘤光热治疗及生物传感等领域。传统显微成像方法存在制样复杂,荧光信号弱或背景信号干扰大等问题。因此,针对金纳米颗粒的显微成像检测,寻找一种能实现稳定成像,且可减小背景信号干扰的显微成像技术显得十分重要。光热外差显微成像技术是一种新型的远场显微成像技术,该技术利用物体光热特性,具有受背景散射影响小,受被测物体尺寸变化影响小,且可以实现非荧光物体显微成像等优势。本文针对金纳米颗粒进行了调制激光作用下单个纳米颗粒光热外差信号理论与仿真研究,分析了光热外差信号的影响因素;在此基础上设计研制了光热外差显微成像系统,开展了金纳米颗粒光热外差显微成像试验研究,试验分析了光热外差显微成像分辨能力与信号影响因素。首先,建立了调制激光作用纳米颗粒的光热外差信号理论模型(点热源热传导模型,极化电磁场模型,探测光频移电磁场模型),并通过有限元仿真分析了各试验参数(纳米颗粒尺寸,周围介质,激发光与探测光参数)对金纳米颗粒光热外差信号的影响规律。其次,研制了光热外差显微成像检测系统。其中硬件系统包括对激发光、探测光、位置扫描、信号检测与CCD成像等模块的合理选型与搭建。软件系统利用Labview进行开发,包括光热外差信号读取、数据后处理和二位压电移动台扫描控制等功能。对试验样件进行了制备,使样件满足成像检测要求。分析了不同试验参数下光热外差信号的稳定性,为显微成像试验优化参数。最后,开展了金纳米颗粒光热外差显微成像试验研究,研究了试验参数对金纳米颗粒显微成像分辨能力的影响规律。实现了单个60nm、100nm金纳米颗粒显微成像,并分析了试验参数对单个纳米颗粒光热外差信号的影响规律。开展了金纳米颗粒团簇光热外差显微成像试验研究,分析了金纳米颗粒团簇光热外差信号与颗粒数量的影响关系;对单个纳米颗粒与纳米颗粒团簇进行了分辨。