荧光显微成像技术由于其生物特异性标记、高分辨率、实时成像、样品无损、操作方便等优点被广泛应用于生物、医疗观测中，其中最为代表的是共聚焦显微系统，它通过利用一个小孔以物理手段滤除离焦背景信号，实现以衍射极限分辨率对生物组织浅表层进行三维重构。然而，随着成像深度的增加，样本引起的光学误差及散射将急剧增加，小孔的背景信号滤除能力被严重削弱，导致共聚焦显微镜衍射极限分辨率难以维持。本文在分析研究共焦显微成像原理的基础上，提出了多种有效的途径来进一步优化和改良其背景抑制能力，进一步提高其成像的极限深度和系统的分辨率。　　本文首先介绍了共聚焦显微系统，基于共焦系统的深穿透成像方法以及基于并行波前的自适应矫正算法。接下来，本文探究了基于新型Schwartz孔径的共聚焦系统的成像性能，其轴向信号强度相比于共聚焦系统沿着轴向衰减更加迅速，削弱了离焦面上积分信号的干扰，信噪比得到提升，这一特性有利于对组织进行深层成像。紧接着，研究了基于并行波前优化的多重扰动补偿技术，首次从数学上对双光子调制频率的选取做出了详细的分析，并提出了用来生成双光子多重扰动调制频率的算法。然后对该算法生成的调制频率加以验证，并双光子并行波前优化系统的成像性能做了进一步分析。由于双光子调制频率相较于单光子系统选取困难，探究了双光子并行波前算法的替代方案，并探讨了替代方案的可行性及应用条件。最后讨论在噪声的影响下，波前优化技术的矫正性能。最后，对本文的研究工作进行了总结，并指出了下一步的研究方向。