在荧光显微镜的发展历程中,研究的重点关注方向一直在发生变化。从开始时的对系统分辨率的关注到如何对样品更深位置的成像,而近年来重点逐渐转向了荧光显微镜如何更好地应用于实际的生物成像中。光片照明显微镜以其对样品的低损伤以及快速成像的特性,逐渐被生物学家所接受并成为主流的观察长时间生物过程的手段。然而由于光束的衍射特性,光片照明显微镜存在大视场和高轴向分辨率的取舍问题。基于以上背景,本论文在光片照明显微镜方面进行研究,主要工作如下:(1)设计并搭建一套大视场光片照明显微系统。通过联合贝塞尔光束照明和滚动曝光的方式,在保证高轴向分辨率的同时,扩大系统的视场。此外,编写了系统控制软件,并对斑马鱼等样品进行成像实验。实验表明该系统轴向分辨率达到3μm,单幅视场达到800μm以上,达到设计指标。(2)搭建一套小视场三维高分辨的晶格光片照明显微镜。通过双层光路,监测相机系统和套筒结构的创新设计,降低了系统的调节难度,提高系统的稳定性。完成显微镜系统控制软件,实现了系统设计目标,系统稳定性得到提高。(3)对光片照明显微镜的轴向分辨率提升进行相关研究。对于普通光片照明显微镜,提出模式调制光片照明显微镜的方法,利用饱和效应以及模式调制的方法,使得原有系统的轴向分辨率有显著提高并展示相应效果。对于晶格光片照明显微镜,提出晶格光片照明差分显微术的方法,将原有晶格光片照明显微镜的轴向分辨率从原有的370 nm提升到300 nm。在晶格光片照明差分显微术中,对相差,偏振,相减系数等影响因素进行详细分析,对于晶格光片照明差分显微术在实际生物成像中的应用进行详细论述。