随着经济、社会的发展，科学技术的进步，人们的生活水平不断提高，进而对医学诊断和治疗的无损性、舒适性、安全性等方面的要求也越来越高。在现今的社会医疗中，医学成像技术具有重要的地位，而目前的四大医学影像方法虽然都是无创伤探测方法，但他们具有一些局限性。为了达到无损检测的目的，一种新型成像技术——扩散光成像技术(DOT)正被众多学者进行研究。　　 它采用波长近似为650nm＜λ＜900nm的近红外光对介质照射，测量受照体表面的透射光和散射光进而对介质内部的光学参数（包括吸收系数μa和散射系数μs）进行成像。本文在研究DOT成像原理的基础上，对DOT成像算法中的正向模型进行了研究。主要研究工作包括两部分内容：一是从频域测量系统对DOT成像的正向问题进行分析；二是从时域测量系统对DOT成像的正向问题进行分析，并进行了改进——用方波调制激光代替皮秒脉冲激光作为入射光源。　　 论文在以下方面做了研究工作：　　 (1)对均匀二维圆域和三维圆柱体介质下，推导了扩散方程的解析解，并利用有限元方法编程求解了扩散方程的数值解。　　 (2)对频域测量系统，进行了仿真和光学实验，从不同角度验证了算法的有效性；对时域测量系统，研究了超短脉冲作为光源的时域方法理论。　　 (3)由于频域测量系统的复杂性和超短脉冲时域测量系统的高成本性，因而提出了用方波调制激光代替皮秒脉冲激光作为光源的时域改进算法，推导求解了该方法下扩散方程的解析解及其近似解，并进行理论和实验的对比，验证算法的有效性和可行性。