近年来,使用偏振参数来表征生物组织结构特性成为一种新兴的研究方向。生物组织的异质和高度散射性质会很大程度上导致偏振信号信息的变化或丢失。开发高灵敏度的测量和有效的数据分析方法来解决这问题是目前主要研究方向之一。本文主要的工作有基于BX51显微镜,增加了模式化偏振调制模块来进行偏振光调制,并推导出样本的消光角和相位延迟量、出射光斯托克斯（Stokes）参数的表达式,随后对几种组织病理切片进行成像实验,并从所获得图像中,分析运算提取出的消光角（?）,散射退偏(Idp)以及相位延迟（∣sin?∣）参数和stokes参数,通过对比可以发现病变组织样品的线性相位延迟参数值和散射退偏参数值整体较小,并且具有较强的消光性,因此可以表明偏振参数的成像方法可以为疾病诊断提供有效的参考;然后在偏振显微成像系统的基础上,用偏振相机代替了普通相机进行样本的穆勒矩阵检测,用水平、竖直、45。线偏振光和右旋圆偏振光透射光源照射生物组织样本,用偏振相机获得在四种光源条件下出射光的偏振参数图,并经Matlab图像处理计算出了生物组织的穆勒矩阵,简化了传统穆勒矩阵测量的步骤,为深入研究生物组织与光作用奠定基础。最后对于偏振光的在体成像与检测进行研究,搭建了液晶快速相位调制偏振光成像光路,利用穆勒矩阵表征光学元件来对出射光stokes参数进行理论计算,得出皮肤散射光的光强与入射光的偏振角度关系曲线,并将其应用到人面部皮肤实际成像中,再与理论计算进行拟合,发现与实际测量结果较符合,验证了系统的可行性与正确性,然后又将其用于病变组织与正常组织的对比分析,结果发现具有较好的病变区分的特点。