大视场高分辨率成像在物理科学以及生命科学中扮演着重要的角色。然而在传统光学系统中,大视场与高分辨率难以同时满足。傅里叶叠层显微成像（Fourier ptychographic microscopy,FPM）是近年来发展的一种兼具大视场与高分辨率的计算成像技术。它通过获取一系列不同角度照明下的显微图像,用频域拼接融合的方式重建出超越低倍显微物镜衍射极限数倍的高分辨率复图像,同时保持了低倍显微物镜大视场的优势。在数字病理成像、生物显微成像、工业表面检测等领域具有重要的应用潜力。FPM仅需要将显微镜的照明模块替换为LED阵列即可,相较于其他超分辨技术,设备简单、价格低廉,具有良好的发展及应用前景。但是当前该技术不够成熟,仍旧受到诸如:LED阵列定位误差、LED照明光强衰减、光学系统的渐晕效应的影响。针对以上问题,本文开展了以下研究工作:（1）设计了一套合成数值孔径0.5、视场14.6mm²的FPM系统。通过模拟实验分析了LED阵列定位误差对图像重建质量的影响。建立了失配分析模型,给出了所设计FPM系统对平移误差Δx、Δy,旋转误差θ,高度误差Δh的误差容许范围为[±5μm,±5μm,±0.1°,±40μm]。（2）为了降低LED阵列装调过程中严苛的精度要求,提出了一种基于空域约束的位置误差校准算法。以空域失配参数[Δx,Δy,θ,Δh]作为解空间约束,使用粒子群算法寻优,引入压缩因子提高了收敛精度,引入自然选择过程提高了收敛速度。将失配误差的装调要求放松到了[1500μm,1500μm,5°,1500μm],实现了[2μm,2μm,0.01°,2μm]的高精度校准,降低了LED阵列的装调难度。（3）针对LED阵列直接照明时带来的大角度LED照明光强衰减问题,提出了基于远心镜头的LED阵列照明系统。远心镜头的远心特性,将大角度LED随照明角度变化的照明光强衰减系数由I₀/I（θ）=cos⁴θ提升至I₀/I（θ）=cosθ。当照明角度为25°、50°时,照明强度提升为传统LED阵列照明的1.34倍、3.76倍。同时,远心镜头优质的平面波前保证了全视场的照明波矢一致,将单次图像重建视场由传统的700μm扩大到了5.34mm。（4）分析了渐晕效应对全视场成像波矢的影响机制。渐晕效应导致了不同视场的成像波矢不同,继而导致了重建图像存在:伪影、信息错误、强度不均匀的问题。提出了基于会聚透镜的全视场照明调制策略。通过对边缘视场进行照明角度补偿,使得全视场成像波矢一致,重建图像伪像消失且强度均匀。本文解决了以上FPM系统中出现的问题,能够实现更低的装调难度,更稳定的系统,更好的图像重建质量以及更灵活的高分辨率图像重建过程,对FPM的临床应用具有重要推动意义。