在科学技术的实际应用以及基础研究领域（例如血液学和半导体制造工业）中，确定空间中微观颗粒的速度非常重要。现有的微粒速度测量仪器或测量方法，包括粒子图像测速仪、荧光相关光谱和激光多普勒测速仪等，具有速度测量上限低、微粒通量低、空间分辨率低、需要引入外部标记等缺陷。光学时间拉伸显微成像技术作为一种超高速的显微成像技术，其帧率能达到数十兆赫兹。并且光学时间拉伸显微成像技术使用近红外光作为光源，对活体细胞或组织没有侵害性。因此，将光学时间拉伸显微成像技术用于测量微粒速度有很重要的研究价值。
　　本论文，从原理和实验的出发，对基于光学时间拉伸显微成像的微粒测速方法进行了深入的系统研究。从原理上分析了宽带脉冲激光在色散补偿光纤中发生的色散傅里叶变换和宽带脉冲激光在衍射光栅上发生的空间色散，将以上两大关键技术结合并推导出光学时间拉伸显微成像的分辨率极限。针对实验中出现的脉冲激光源稳定性波动造成成像质量较差的情况，本论文提出基于方差最小化和二分法的脉冲激光源频率检测方法，解决了这一问题，降低了脉冲激光源指标需求和硬件成本。本论文在MATLAB平台上完成了系统的脉冲激光源频率检测、数据处理、图像恢复和微粒测速等程序的开发，增强了成像测速系统的智能化。本论文通过实验验证了所搭建的基于光学时间拉伸显微成像的微粒测速系统的实际性能。在实验中测量不同直径的聚苯乙烯微粒在不同深度的微流控芯片中的实际流速，并应用高精度流量传感器和COMSOL Multiphysics验证了测速结果的准确性。实验结果表明，无需外部标记，微粒的流速检测上限超过2.51米/秒、微粒的通量达到10000粒/秒、系统的成像帧率达到25兆赫兹、系统的空间分辨率超过2.2微米。本论文的研究和工作为高速度条件下的无标记、高通量的微粒测速指引了极具前景的方向。