光学相干层析(OCT)是一项集共焦技术、弱相干技术、光外差技术为一体的非接触、具有微米级纵向分辨率的新型成像技术;它具有极强的抗背景噪声及抑制杂散光的能力，可提供高达10-10量级的探测灵敏度。是材料科学、生物医学等领域的前沿课题。　　本文在分析OCT系统成像机理、信号解调等关键技术基础上，将微分干涉相衬技术，表面形貌检测技术于一体，研制了微分干涉相衬层析显微镜实验系统，并取得了具有一定特色的成果。本文的内容重点包括:　　(1)首先在研究微分干涉相衬显微镜的关键部件Nomarski棱镜设计理论、方法的前提下，系统的阐述了微分干涉相衬显微镜的基本原理，给出了利用该系统检测物体内部缺陷及表面及微观形貌的理论和方法;提出了全视场相衬层析成像的新方法，解决了全视场相衬层析成像中像面与参考面等光程问题;推导了系统的相干光学传递函数。　　(2)为了进一步提高系统的纵向分辨率，设计了组合光源系统，结果表明，利用两个优化组合的边缘辐射发光二极管组合的特征波长在可见光范围的光源系统，不仅可以提高系统的纵向分辨率，而且可以降低系统对信噪比的要求。　　(3)为克服系统强背景光及各种干扰的影响，研制了OCT信号的正交相关解调器，使其极适合于对弱散射样品的检测。　　(4)用维纳逆滤波法恢复了图像，根据系统特点，采用Zernike多项式进行原理包裹和噪声包裹的剔除。对OCT成像的散斑信号进行了理论分析和有效的控制，此外本文还对显微图像的拼接方法给出了理论分析和实验结果。