光学成像以其分辨率高而在生物医学和材料科学研究等方面得到了广泛应用。近年来,各种新型光学成像方法不断涌现,以实现超高分辨率成像、穿透浑浊介质成像,如光学相干层析成像、光场调控散射介质成像、双(多)光子成像、超分辨成像、关联成像等。本文主要研究面向多功能内窥镜的基于浑浊介质成像机制的光纤成像技术。研究了基于浑浊透镜成像机制的浑浊介质成像技术,实现了多模光纤成像；研究了阶关联成像理论,和基于关联成像的浑浊介质成像、光纤成像技术：还探索了光纤光学相干层析成像(OCT)技术在穿透浑浊介质获取物体结构信息、生物组织、彩绘文物检测成像等方面的应用；针对内窥成像在热疗中的应用需求,研究了几种适合与光纤成像复用的光纤温度传感器。具体研究内容如下：(1)基于浑浊透镜成像(TLI)机制的浑浊介质成像技术。介绍了浑浊透镜成像原理、浑浊介质的光学传输矩阵提取方法和希尔伯特变换相位解调方法等。设计了一个基于TLI的实验系统,提出了一种从散斑干涉条纹中提取相位信息的改进的希尔伯特变换相位解调方法。针对原始图像中的噪声对浑浊介质传输矩阵提取的影响,提出了一种均值滤波与一维汉宁窗滤波相结合的图像降噪方法,能有效抑制图像噪声,确保了散斑干涉条纹不发生明显的畸变。经过对提取的传输矩阵的正交性和可重复性的检验,不断调整和优化扫描角度、滤波参数等实验参数,最终实现了分辨率约为5 μm的浑浊介质成像。(2)基于浑浊透镜成像机制的光纤成像技术。研究了多模光纤的散斑性质,提出了利用多模光纤作为浑浊介质,以TLI实现可用于内窥成像的光纤成像方案。实验上验证了多模光纤成像的可行性,不断改进实验方法,实现了分辨率约为2.2 μm的光纤成像。光纤端面涂覆多粒径Si02微球混合薄膜作为浑浊介质,增大了光纤的数值孔径。(3)可穿透浑浊介质的光纤OCT技术应用。利用1310 nm波段谱域光纤OCT系统成功提取了隐藏在浑浊介质后的物体信息,对彩绘文物、陶瓷、生物组织等进行了检测分析,得到其内部结构信息。(4)基于二阶关联成像(GI)的浑浊介质成像和光纤成像技术。介绍了热光源单臂关联成像的基本原理,讨论了关联成像的对比度、信噪比和成像分辨率,给出了相应的计算方法。设计了一种基于关联成像的浑浊介质成像系统,并对其成像方法进行了理论分析。利用改进的哈达玛矩阵生成的照明图样进行了仿真计算。相比传统随机照明图像方法,该方法明显提高了系统的成像质量。在此基础上,研究了一种实现彩色关联成像的方法,并进行了数值模拟,得到了彩色成像。基于关联成像方法,设计了一种适用于内窥成像的多模光纤成像系统,结合其特点进行了相应的理论分析,采用数值模拟验证了其可行性。(5)能与内窥成像相结合的荧光法光纤温度传感技术。设计了两种基于荧光法的塑料光纤温度传感器,实验测得其误差分别为0.38℃和0.2℃。利用光子晶体光纤微孔内的倏逝波特性,实现了误差为0.103℃的温度传感。本文的研究工作可以为实现高分辨率成像、提高成像质量、内窥成像和温度传感的复用技术等提供理论指导和实验数据支持。