中文摘要：

目前，有关二次谐波显微术的理论模型通常只能适用于低数值孔径情况，这不利于在高数值孔径条件下对二次谐波显微术的信号分析与解释。为此，对二次谐波显微术在高数值孔径情况下的特性进行研究。在低数值孔径条件下，在矢量衍射理论的基础上讨论了傍轴近似在二次谐波显微术中的有效性；利用矢量衍射理论、平面波角谱法、格林函数法和通用琼斯矩阵建立了偏振二次谐波显微术矢量理论模型和折射率失配条件下的二次谐波显微术的矢量理论模型。在此基础上，分别在高数值孔径和低数值孔径情况下分析了胶原纤维样品的二次谐波信号的特性；研究了二次谐波显微术的尺寸特性；基于扫描二次谐波显微术，分析了不同偏振光激发KTP纳米粒子产生的二次谐波信号强度分布；对背向二次谐波显微术中的偏振补偿进行了研究，提出了偏振补偿方案，并进行了实验验证。研究结果表明，样品的二阶非线性极化张量元的相对取值对二次谐波产生有很大的影响，即使在低数值孔径条件下也会导致傍轴近似处理出现失效的情况；另外，权重因子和横向分量间的交叉作用都会对二次谐波显微术的特性产生影响，相比基于傍轴近似处理的简化模型，采用矢量理论模型更有利于正确分析不同条件下二次谐波显微术的工作特性。