Ⅰ型胶原纤维是生物组织中能够产生二次谐波的一种物质，通常为柱状结构。并且Ⅰ型胶原是动物皮、骨中胶原蛋白的主要存在形式，所占比例很大。二次谐波显微术(SecondHarmonicGenerationMicroscopy)是一种利用聚焦光场与样品相互作用时产生的二次谐波信号进行成像的新型光学显微成像技术。二次谐波显微术不仅具有三维空间分辨能力，同时还可以避免荧光标记物对活性生物样品的光毒作用以及光漂白现象。近些年来，二次谐波显微技术成为显微成像领域中的一个研究领域。　　本文建立在具有准晶体结构的Ⅰ型胶原纤维理论模型上，假设胶原纤维具有二维正方晶系结构，存在于胶原纤维内部的柱状超分子(也就是胶原偶极子)满足圆柱对称(C∞)和克莱曼对称。在此基础上，我们阐述了聚焦光场下所激发的二次谐波的显微成像理论，并重点讨论了胶原偶极子的取向对胶原纤维产生二次谐波的影响。在上述所提及的理论模型基础上，我们首次考虑了所有可能存在的胶原偶极子的取向对二次谐波的影响。在高倍数值孔径显微镜聚焦下(NA=1.4)，对于具有不同直径(d1)的胶原纤维和不同的准相位匹配阶数(m，l)，我们全面分析了胶原偶极子的方向角Φ对二次谐波出射强度、最大二次谐波出射角(θmax，()max)产生的影响以及对前向二次谐波与后向二次谐波强度比值(F/B)产生的作用。　　我们发现当准相位匹配参数(m，l)取值为(1，0)，(0，1)和(1，1)时，二次谐波强度随胶原偶极子方向角Φ的变化曲线有两叶(这两叶呈轴对称)。当Φ=0°，180°(此时胶原偶极子平行于胶原结构对称轴)，二次谐波强度达到最大值；当Φ=90°，270°(此时胶原偶极子垂直于胶原结构对称轴)，二次谐波强度取得最小值。在考虑高数值孔径(NA=1.4)下胶原偶极子方向角Φ对最大二次谐波出射角(θmax，()max)的影响时，我们得到最大出射角()max随胶原偶极子方向的变化曲线比较复杂，而最大出射角θmax的曲线变化则相对比较简单。在(m，l)取值为(1，0)，(0，1)和(1，1)时，当胶原原纤维直径d1从75nm变为200nm再变为500nm，θmax值不断减小，这意味着当直径增大时二次谐波出射存在一个由后向变为前向的趋势。与(m，l)为(1，0)和(1，1)两种情况相比，角()max在(m，l)为(0，1)时的变化曲线浮动强度激烈，并且不再沿着Φ=180°对称，而且其变化区间也变得更大。在考虑高数值孔径(NA=1.4)下胶原偶极子方向角Φ对前后向二次谐波强度比值(F/BSHG)影响时，可以清晰的看到由方向角Φ引起的比值F/B的变化是很微小的，并且这种影响具有周期性，其对称轴为Φ=180°。　　由于二次谐波信号的产生与入射光的偏振方向紧密相连，并且超分子的分布情况反映了生物组织的结构信息，因此为了进一步辨别生物组织是否病变，PSHG(polarizationsensitivesecondharmonicgeneration)显微术在探测偶极子方向方面得到了广泛的应用。基于前人的研究工作，本文首次在Ⅰ型胶原准晶体结构上考虑了胶原偶极子的取向。在高倍显微镜聚焦下，我们考虑的不是单根的胶原原纤维(collagenfibril)，而是由一束原纤维正规排列构成的胶原纤维(collagenfiber)。并且本文提到的高聚焦显微镜下的入射光场不同于之前运用了傍轴近似和平面波近似的低聚焦显微镜下的入射光场。本文的研究成果不仅有助于生物组织病变的检测，而且完善了在具有准晶体结构的Ⅰ型胶原纤维激发二次谐波的理论。