偏振是光波的一个非常重要的性质，在光学、天文学、遥感、材料科学等领域中，光的偏振态的测量具有十分重要的意义，由此诞生了分振幅偏振成像技术。分振幅偏振成像技术以Stokes参量作为成像因子，利用分振幅方法将入射的光分为若干个分立小光源，通过多信号通道同时探测，可以实时地测量出待测光的全部斯托克斯参量。相比于一般的强度成像，它能够获取物体更多的信息，也就间接地提供了待测目标的各种特性。在过去的三十多年里，国外研究人员在该领域里，在理论和应用方面都做了大量的工作，并且取得很大进展，提出了十几种利用分振幅方法的偏振光度计，其中有一些装置已应用于实际领域。　　 为了将偏振成像技术应用于显微成像领域，本文将Stokes偏振成像系统与共焦扫描系统相结合，提出了基于Stokes参量测量的偏振共焦扫描显微技术，目的在于记录和获取显微物体，如细胞、组织等的全偏振信息。该技术是集光学、机电控制、计算机和光学图像技术于一体的高新技术，不但可以获得待测显微目标的偏振信息，还可以实现这些信息的图像化显示，从而形象地提供了待测物体更多的有用信息。　　 首先，本文从偏振成像和共焦扫描显微技术相关理论出发，完成了基于Stokes参量测量的偏振共焦扫描显微成像系统设计。共焦扫描部分采用反射式光路，利用物镜使激光光束聚焦形成的小光点对样品进行逐点扫描，其反射光再次通过物镜进入分振幅偏振测量系统。在该系统中，反射光束被分束镜分成四束分立光束，并分别通过四个不同的通道由四个探测器采集，将光信号转化为电信号。设计计算机软件系统将这些信号同时记录下来，利用它们与Stokes参量之间的关系，通过换算获得待测目标的Stokes参量并实现图像重建。　　 其次，本文研制了基于Stokes参量测量的偏振共焦扫描显微成像实验系统装置，并完成了对该系统的硬件和软件调试和定标工作。根据设计原理搭建了实验光路;采用PC为核心，由共焦扫描模块、偏振产生模块、偏振测量模块、A/D数据采集模块、数据处理和图像生成模块等搭建了硬件平台，并实现了对相关软件系统的设计。在此基础上，对研制的系统装置进行了数据评估，采用Equator-Poles定标法，获得了装置的非奇异仪器矩阵，为了检验定标后装置的工作性能，利用偏振态发生器产生一系列的偏振态，对装置进行了测试。测试结果表明:在工作波长632.8 nm时，斯托克斯参数的测量值与理论值的平均偏差小于2％。对该测量偏差的主要原因进行了相应的分析。　　 最后，将本文提出的技术应用于显微偏振成像实验研究。选取最小间距为1.25μm的标准分辨率板作为实验样品，获得较为清晰的样品Stokes参量分布图，最后对获得的样品图像的分辨率进行了定量的分析，表明该系统的分辨率达到1.25μm，如果能够选用数值孔径较大的显微物镜，将能够进一步提高系统的分辨率。　　 本文所提出的基于Stokes的偏振共焦扫描显微成像技术，结合了偏振成像和共焦扫描成像技术的优势，可以实现对待测显微目标偏振信息的测量和成像研究。该装置具有测量速度快、操作方便等优点，其成像效果清晰，相对于一般的光学成像，能够获得目标更多的信息。这在光学检测、细胞成像、医学诊断等方面具有很高的实际应用价值。