基于部分相干理论,光学相干层析成像（Optical Coherence Tomography,OCT）将光学、电子学、自动控制、数字图像处理等多门科学结合起来,成为了一种具有三维实时成像、无侵入损伤、微米量级分辨率等优点的新型生物医学成像技术。OCT适用于表征生物组织的结构与功能,以及检测相关病变的发展程度等,在皮肤科、牙科、眼科等生物医学成像领域具有重要的应用价值,被称为“光学活检”和眼底病变诊断的“金标准”。OCT的成像目标是样品内部的深度信息,其图像质量与OCT系统的成像深度以及样品光在样品中的穿透深度有关。在成像过程中,调整成像系统与样品之间的距离,并改变样品光焦点落在样品内部的位置,即进行对焦,有利于保证最大可分辨的成像深度,提高样品光在样品中的穿透深度,获取更多深度信息,进而提高OCT图像质量。目前市场上应用的OCT系统大多数都是采用手动的方式来完成对焦过程,手动对焦不仅会增加额外的时间、人力成本,也会带来一定的人为误差。因此,本文研究OCT及其自动对焦,主要内容有:1.介绍了OCT技术的原理、分类、发展、应用等。结合公式推导和模拟仿真,分析了时域OCT以及频域OCT技术理论,重点突出了频域OCT中波数域均匀采样的重要性,并列举了空间分辨率、成像深度、成像速度和灵敏度等参数的定义;2.设计并搭建了一套光谱域OCT成像系统,该系统主要由宽带光源、干涉仪、光谱仪以及上位机等部分组成,其在空气介质中的理论深度分辨率为2.895μm,理论横向分辨率为14.823μm,理论成像深度为4.491 mm。完成了波长标定、深度标定,得到在空气介质中最大可分辨的成像深度为±2.2 mm,同时在±2.2mm处观测到深度信息与镜像噪声的叠加。设计了波数域均匀采样方法并进行了模拟仿真。展示了本系统对指甲、指纹、圣女果、洋葱等样品的成像结果并分析了图像深度方向上出现较亮长线、短线的原因;3.设计并搭建了一套光谱域OCT自动对焦系统,该系统由成像系统中参考臂、样品臂下端分别设置的微动模块,以及设计的自动对焦算法组成。自动对焦算法主要由图像质量评估算法、零光程差位置自动调节算法、样品光焦点自动调节算法组成。在评价指甲、指纹、圣女果、洋葱等样品的成像结果时,图像质量评估算法的计算结果与标准方差的计算结果在数值大小上保持了较好的一致性。在对洋葱样品进行自动对焦的实验中,零光程差位置自动调节算法实现了零光程差位置靠近样品表面,保证了对样品的最大可分辨的成像深度,然后样品光焦点自动调节算法实现了更多深度信息的采集,并将图像质量评估算法计算结果提升了约3.6%,标准方差计算结果提升了约2.6%。