近年来,激光在生物组织中的光谱变化成为了研究热点。为了对医学光谱成像技术和组织结构的生理状态进行深入的研究,我们多学科共同探索、合作、推进、创新以达到激光在生物组织中光谱变化规律的实用性和可应用性。首先我们要充分了解生物组织中光的空间和时间分布,其次构建完善的生物组织结构模型,更加准确的获取生物组织中的光学参数,为生物光学光谱成像等技术和活体生物的微创伤和无创伤诊断技术提供理论支持和源动力。本论文基于广义-惠更斯菲涅尔原理,推导出了高斯-谢尔模型（GSM）光束,GSM涡旋光束,含线刃型位错GSM光束在生物组织传输中的光谱公式。研究了GSM光束在生物组织传输中场点离轴距离r、传输距离z、生物组织样本（不同的折射率结构常数C_n²）和空间相关长度σ₀对GSM光束光谱变化的影响。结果表明,GSM光束,GSM涡旋光束在生物组织传输中出现了光谱蓝移、红移及跃变,且与场点离轴距离r、传输距离z、生物组织折射率结构常数C_n²以及空间相关长度σ₀有关。此外通过等高图研究了GSM涡旋光束的相对光谱位移随场点离轴距离r和传输位置z的变化。结果表明,GSM涡旋光束在生物组织传输的近轴区的光谱变化很弱,可能是由于光源诱导的光谱变化缓和了生物组织湍流的影响;而远轴区的光谱有红移、蓝移及跃变发生,这可能源于组织湍流对光谱变化的挤压。强的生物组织湍流滞后了光谱跃变,扩展了观察光束光谱跃变现象的空间,减弱了光束传输中的光谱跃变现象。但是光束在人类真皮与小鼠的两种组织中传输的差别却很小,这可能是人体组织与小鼠组织的基因组成非常相似的结果。刃型位相奇点,即纯位错线,根据切口或位错线的形状,刃型位相奇点分为线刃型位错和圆刃型位错。本论文中主要研究了含线刃型位错GSM光束通过人体真皮组织时线刃型位错的斜率p和离轴量d、场点离轴距离r、传输距离z、和空间相关长度σ₀对含线刃型位错GSM光束光谱变化的影响,此外通过等高图研究了含线刃型位错GSM光束的相对光谱位移随场点离轴距离r和传输位置z的变化。结果表明,含线刃型位错GSM光束在生物组织传输中,随着斜率p的增加,光谱跃变位置的场点离轴距离r逐渐增大,跃变量Δ相应减小;随着离轴量d的增加光谱跃变位置的离轴距离r逐渐减小,跃变量Δ也相应减小;随着空间相关长度σ₀增大,光谱发生跃变的传输位置z增大,相对光谱位移δω/ω₀变化幅度减弱,光谱跃变量Δ减小,在轴上（r=0）,光谱由红移变为蓝移的传输距离减小。随着场点离轴距离r增大,光谱跃变的传输距离越近,跃变量越小。