组织光学的根本任务之一是发展活体组织光学特性的测量方法，而其最大的障碍之一是生物组织的复杂结构。因此，本文致力于探索描述物体复杂结构的方法和发展活体组织光学性质的测量方法。 由于分形理论可刻画某一类复杂形状的物体，本文首先从理论上证明了此类复杂结构的物体可以用具有分形特征的等效数密度分布来描述；其次利用静态光散射法测量Intralipid-10％溶液的结构，发现其具有自相似的分形特征，且溶液的浓度决定其分形维数，即溶液浓度与物质的排列结构是相关，并利用 Mie理论比较系统地研究了不同浓度的Intralipid溶液的光学散射特性，包括散射系数、散射相函数、平均散射余弦以及色散性质；然后，较系统地研究了OCT无损测量生物组织光学散射特性的不同测量模型及各个模型的适用范围；最后，作者实验研究发现OCT图像的散斑对比度随样品深度的增加而增大，并基于相干场背景与随机散斑图样的之和建立理论模型，根据此模型确立了散斑对比度与样品的探测深度和其光学散射系数的关系，与实验的结果相一致，并可根据此模型估计OCT系统的成像深度。