在生物医学光学成像领域存在的三种主要技术中(连续光技术、强度调制的扩散光子密度波技术和时间分辨技术),时间分辨技术灵敏度最高,所提供的信息最多.在时间分辨系统中,窄脉冲激光束从组织的表面注入,光子在组织内的传输历经多次散射,所探测到的时域被拓宽的光脉冲波形包含了与组织光学参数相关的信息.该文主要讨论了一种多波长、多通道的时间分辨的光学成像系统的设计和研制,该系统的一个主要应用是临床乳腺肿瘤的检测与诊断.6波长的激光器(690nm,755nm,780nm,798nm,830nm,838nm)发出的光脉冲经耦合器合成一束后,通过光开关依次分配至32路光源光纤;从各路光源光纤出射的光子在组织内经过传输后,同时被16路探测光纤所收集到,在光电倍增管上激发出光电信号;各路信号通过时间相关的单光子计数系统(TCSPC)所测量和记录;TCSPC所测量的数据通过去卷积的拟合算法,从信号的波形中提取出图像重建所需要的信息,重构出组织局部光学参数(吸收系数μ<,0>和散射系数μ<,s>)在空间的二维分布图像.在均匀液体介质光学参数测量试验中,系统可以完整地测量出各个通道的光子逸出曲线,通过去卷积的拟合算法软件包,有效的恢复出介质的光学参数;通过光学特性局部不均匀的固体模型成像试验,验证了系统可以准确的重构出介质的局部光学参数的图像,同时定位出与背景介质的光学参数不同的单元.试验中,引入光子计数率自动控制技术以平衡各探测通道之间的增益,有效的提高了被测信号的信噪比.为了快速测量高散射介质的光学参数,该文提出了一种带移动门的门控光子计数系统.