纳米科技作为自然科学技术发展中的交叉前沿,在许多研究领域包括在纳米尺度上构造新型电子学,和新型光子学、合成新型表面催化剂、以及新型的纳米荧光标记物等方面都具有非常重要的作用。而纳米科技的发展离不开纳米显微成像技术,这方面多以电子扫描显微镜和原子力显微镜为代表。然而随着纳米科技的不断发展,研究者不仅想要知道纳米尺度的外观结构和形貌,同时也想深入了解纳米尺度下的电子结构、声子态和等离激元等微观内部状态。但是传统的光学荧光显微镜分辨率在成像过程中会受到衍射极限的限制,使其分辨率一般会大于λ/(2NA),使得传统光学显微镜的成像分辨率一般大于180纳米。近年来,以受激辐射倒空成像(Stimulated emission depletion,STED)和随机光学重构成像(Stochastic optical reconstruction microscopy,STORM)为代表的超分辨成像技术的快速发展,彻底打破了光学衍射极限的限制,使光学显微进入到纳米尺度。其中STORM技术由于激发强度小、宽场超分辨成像等特点,可以对原先无法观测到的纳米尺度活体生物组织、细胞及其亚结构进行成像,可以在极低浓度的样本中极其灵敏地分析分子间的相互作用,使其在生物医学领域得到了迅速的应用,实现了对纳米尺寸生物组织结构的进一步研究。为实现STORM的快速超分辨成像,本论文提出了一种新型的基于压缩感知的超分辨成像算法,并且和现有的重构算法进行了比较,讨论了不同的分子激发密度和荧光获取率、中心定位误差之间的关系;结果表明随着迭代次数的增加,bolck CS算法的荧光获取率和定位误差都优于CVX算法;在对STORM完整模拟图像重构方面,block CS的重构时间和CVX算法相比,提高了3~4个数量级;并且设计了不同的测量矩阵,比较了不同的测量矩阵对重构结果的影响。结果表明随机矩阵作为测量矩阵能够得到较好的重构效果。另外已经购买了相关的实验设备,本文为超分辨STORM成像实验仪器的搭建提供了理论基础。