近年来,光学相干层析成像技术以其非侵入、非接触、高分辨率、高灵敏度等优越的性能特点得到迅速发展。该技术从原理上分为两类:时域和频域光学相干层析成像技术,根据光源与干涉信号获取方式不同,频域OCT可分为两类:谱域OCT和扫频OCT,扫频OCT较时域OCT相比,由于省去参考臂的扫描机构,成像速度更快,灵敏度更高,具有广阔的应用前景。本文提出了扫频线聚焦OCT成像系统的光学设计作为实现高速、高品质二维、三维成像的解决方案,围绕该方案,主要完成了以下工作:概述了医学成像技术的分类和原理,就几种典型的医学成像技术的特点进行了比较,从系统的分类和发展方面研究了OCT成像技术,对其与多学科融合方面的发展作出了分析与展望。对OCT系统的理论基础及结构组成进行了研究。阐述了扫频光学相干层析成像系统的原理,并讨论了扫频激光光源的参数和其对系统各特征参数的影响。确定了二维扫频线聚焦OCT系统的设计方案及系统各组成部分的相关参数。提出了以能量均匀分布的线聚焦模式使样品边缘干涉条纹更清晰代替能量呈高斯分布的点聚焦模式来设计样品臂,通过降低二维图像的扫描维数实现了高速成像。在Zemax序列模式下完成了对样品臂和参考臂的设计,通过半反半透镜将两臂组合,在非序列模式下进行大量光线追迹,验证了该OCT系统具备干涉能力,并分析了半反半透镜及参考臂的调试精度对线斑的影响。在获取二维图像的前提下,将一片非球面柱透镜代替原有的两片非球面透镜和两片柱透镜以及扫描和平面反射镜运用到系统的样品臂中,完成了三维扫频线聚焦OCT系统光束整形扫描机构的光学设计,系统实现了静态二维成像以及添加一个维度扫描机构的三维成像。利用相同方式验证了整个系统的干涉能力,分析了一定角度范围内扫描对线斑平顶度及干涉条纹强度的影响,模拟结果证明该设计方案具有一定可行性和参考价值。