光学相干层析（Optical Coherence Tomography,简称OCT）技术是从九十年代初发展起来的一种生物医学成像技术。在OCT技术出现之后几年的时间内,人们就将其应用到眼科诊断、内窥成像,以及材料检测等各个领域。近些年来,OCT技术已经取得了很大的进展,尤其在医学上的应用,比如眼科OCT等已经进入商业化生产。但是在生物学上的应用却相对要少一些。 在生物研究中,无损、非荧光标记并具有细胞层次高分辨的光学成像,需要极为迫切。为得到更精细和丰富的信息,高分辨率的OCT成像技术对于生物研究,尤其是胚胎发育过程的动态实时研究,更为重要。 由于全场OCT使用普通的热光源就能达到亚微米级的纵向分辨率的光学切片图像,本论文对OCT应用于发育学上的研究做了初步的尝试。我们提出了使用全场OCT来对胚胎的早期发育过程进行研究,并且实现了试验装置,并对小鼠早期胚胎的形态学进行了初步的研究,成功建立了用于亚微米级分辨三维成像的全场OCT系统,对植入前小鼠胚胎进行了三维成像,进一步对图像进行了重建,本论文详细地介绍了装置的研制过程,并用此装置对小鼠植入前胚胎的各个阶段进行了成像,对成像结果进行了重建,实现了胚胎内细胞的空间分布的定位,论证了使用全场OCT定量化研究哺乳动物早期胚胎发育学的可行性,为植入前遗传学诊断提供了无损并且无标记的新型光学三维成像方法。 本论文的另一部分的工作是提出并行频域OCT的构想,并初步实现了其试验装置。利用并行频域OCT,我们成功获得了生物样品（如洋葱等）地快速成像。该装置能够不需要扫描就能得到生物样品的二维纵切图,并且能以30-40帧/秒的成像速度工作,在快速实时成像,特别是活体和在体生物医学成像上有很强的应用背景。 此外,本文还在实验基础上,提出了具有初步光谱分辨的全场OCT的设想,并对OCT-MR联机以及并行频域OCT的一些可能的改进措施进行了讨论。