本文研究了全场光学相干层析(Full-Field Optical Coherence Tomography,FF-OCT)技术的理论基础,讨论了目前全场光学层析系统的小型化思路,提出了自己的小型化全场光学相干层析成像系统的设计方案,提出并建立了一套基于补偿干涉仪的串联式全场光学相干层析成像系统。不同于传统的全场光学相干层析成像系统基于单个林尼克干涉仪,该系统包含补偿干涉仪和探测干涉仪两个干涉结构,其中共光路干涉结构的探测干涉仪用于探测样品后向散射光;双臂干涉结构的补偿干涉仪用于补偿共光路式探测干涉仪两臂的光程差。采用宽带卤素灯光源和大数值孔径的显微物镜成像,采用单片机调制相位从干涉图像获得样品的层析图。洋葱细胞的光学层析实验结果验证了系统的可行性。探测干涉仪基于共光路式干涉结构,体积小、对外界运动等的影响不敏感,可采用光纤连接两个干涉仪,实现手持探测干涉仪进行测量,并具有发展成为内窥式探头的潜力。该系统的研制为全场光学相干层析成像系统的小型化和研制手持式系统打下了基础。