视网膜血管最细小直径约4~6μm。很多人体疾病(如糖尿病、高血压等)会引起血液成分发生变化,从而导致视网膜微血管形态变化。因此,通过对视网膜微血管的成像观察可以为疾病的早期诊断和健康筛查提供极具价值的信息。自适应光学技术能实时校正人眼像差,在瞳孔直径6mm条件下分辨率可达3μm。自适应光学系统中常用的波前校正器是变形镜,近年来,液晶波前校正器以其高分辨率、校正量大、体积小等优势被应用在视网膜自适应成像中。目前对视网膜微血管,尤其是对6μm左右的微血管成像质量不好,不能满足临床诊断的要求。视网膜是一个具有多层膜结构的组织,血管在视网膜内的空间分布及其成像机制不同于视觉细胞。在对视网膜微血管成像时面临一些问题,主要表现在微血管照明光焦面和成像焦面定位困难和微血管成像对比度低。为实现对视网膜微细血管的高对比度成像,本论文结合人眼光学特性,针对微血管焦面定位和提高微血管成像对比度进行了研究。根据人眼的生理特性,利用位于眼前1m位置的视标引导人眼屈光度的精确变化,消除了人眼的视调节误差;利用位于眼前1m位置的视标并配合夏克-哈特曼波前探测器的使用,将离焦像差PV值控制在0.1μm以内,实现了微血管照明光焦面的精确定位;提出了计算液晶自适应成像系统轴向放大率的方法,针对具有不同眼轴长度的个体,能快速有效的计算出系统的放大率,从而,根据微血管的空间分布特点,以视觉细胞层为参考基准,可快速的将成像相机移动到微血管成像焦面附近,实现了对微血管成像焦面的快速精确定位;另外,设计了1D视标的远心光路结构,实现对眼底横向位置的精确定位。通过上述研究,为视网膜微血管的高分辨率成像奠定了基础。分析了人眼等晕角与波长的关系,利用561nm光作为微血管成像光源时,确定了微血管的成像视场为0.8°;设计了轴锥透镜,利用轴锥透镜组实现了对角膜的环形照明,解决了利用环形光阑实现环形照明时能量损失的问题,并实现了瞳孔处环形照明光大小的连续可调,使其可适用于具有不同瞳孔大小的人眼;模拟了瞳孔横向偏移对波前探测的影响,当瞳孔横向偏移量小于0.1mm时,哈特曼上的光斑横向偏移量小于1/6子孔径大小,波前重构后的残差小于λ/14对波前探测的影响可忽略;结合血管焦面定位方法,设计了具有焦面定位功能的视网膜微血管液晶自适应成像系统,确定了808nm光进行血管焦面及横向位置精确定位,561nm光进行高对比度成像的微血管成像方案,解决了血管焦面定位难的问题;利用搭建的实验系统进行了微血管成像实验,获得了视网膜微血管图像。在实现了对微血管精确定位成像的基础上,为进一步提高视网膜微血管的成像质量,分析了影响视网膜微血管成像对比度的因素。定量分析了眼内杂散光对视网膜成像质量的影响,验证了利用偏振光和1D视标,并配合共焦小孔的使用,可在一定程度上减弱眼内杂散光的影响;对微血管进行消偏成像,消除了血管壁反射光的影响,增大了其与背景之间的灰度差别,使图像对比度由原来的0.11提升到0.25,提高了约1.3倍。通过上述内容的研究,解决了视网膜微血管焦面定位难的问题,并设计了具有焦面定位功能的视网膜微血管液晶自适应光学成像系统,实现了对视网膜微血管的高分辨率成像。