自16世纪末第一台显微镜发明以来，显微技术一直是人们探寻和研究微观世界的有力助手，特别是计算机和激光器的问世更为古老的显微技术注入了新的生命力。几个世纪中，显微镜从过去传统的光学显微镜逐渐向深度和广度发展，形成了以不同照明光源和成像原理为区别的一个庞大的显微镜家族，如光学显微镜、干涉显微镜、电子显微镜和扫描探针显微镜等。

为了解决传统声光可调谐滤光器(AOTF)成像模糊的缺点,设计了一种新的AOTF.该器件通过在传统的AOTF的出射孔后面放置一个自行设计的等边色散棱镜来实现对衍射光的色散展宽进行补偿,明显地提高了成像的对比度和空间分辨率.将此器件附加在传统光学显微镜上,获得了一种新型的光谱显微成像仪器.其光谱分辨率在575nm波长处为4.2nm、成像空间分辨率为2μm、图像采集速度为毫秒量级.为基于AOTF的光谱成像技术在生物医学等领域的更广泛的应用奠定了基础.

介绍了一种光纤探针同时作为光源和探测器的反射式扫描近场光学显微镜，该装置通过采用相干探测，偏振分光等技术克服了该类显微镜所普遍面临的噪声背景干扰问题，具有较高的光学信噪比，并通过样品纵向振动调制锁相实现了对样品表面光强梯度信号的探测成像，进一步改善了成像质量，成像研究表明装置可对近场衰逝分量进行有效探测并实现了超衍射极限成像。

由断层图像恢复出目标物体的三维图像是激光共焦扫描光学显微镜(LCSM)系统的重要部分.提出了基于距离变换的断层图像插值方法来获得三维重构时的数据场.此方法由于在插值时考虑了目标物体的整体特征,从而使插值具有连续性.

近场光学显微镜是对于常规光学显微镜的革命。它不用光学透镜成像，而用探针的针尖在样品表面上方扫描获得样品表面的信息。分析了传统光学显微镜与近场光学显微镜成像原理的物理本质和两种显微镜系统结构的异同点。介绍了光纤探针的制作方法。重点讨论了近场探测原理、光学隧道效应及非辐射场的性质。

介绍了在细胞及亚细胞结构与功能研究中发挥至关重要作用的各种现代光学显微镜,包括近场显微镜、共焦扫描显微镜、双光子成像显微镜、图像恢复显微镜及时间相关单光子计数技术,着重描述了后两种系统的工作原理及先进功能.

扫描电子显微镜（scarming electron microscope，SEM），与透射电子显微镜（TEM）有很多相似之处，它能够直接观察表面结构和形态，观察样品面积大，样品制备较TEM简单，上镜观察时可前后、左右旋转样品，可作三维观察，样品图像立体感好，分辨率介于光学显微镜和TEM之间，SEM数码图像资料远较TEM质量高，只是分辨率达不到TEM倍率。它是组织学、细胞学和细菌观察的有力工具。以下是我工作的一点体会。