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光声成像技术融合了纯超声成像中高穿透深度的优势和纯光学成像中高对比度的优势，近年来成为国内外医学影像技术的研究热点。在结合时间分辨技术和计算机反演计算等技术，可以将光声成像技术发展为光声层析成像技术，却依旧含有高分辨率、高对比度、信息含量大、无损等优势，使科研人员对其热度不减。而光学相干层析成像技术以其高分辨率、非接触测量和无损等优势在医学影像技术中尤其是眼科医学成像中得到广泛应用。通过对两种技术的结合形成的双模成像技术可以同时涵盖两种技术的优势，为医学成像提供更多有科学价值和医疗诊断价值的综合信息。 但目前绝大多数的光声层析（PAT）与光学相干层析(OCT)双模成像技术中，在光声层析信号的采集上，都是使用压电陶瓷(PZT)换能器或高分子压电材料聚偏氟乙烯(PVDF)换能器进行探测。这些超声换能器的使用都需要借助超声耦合剂来减小超声信号在传递过程中的衰减，不可避免地产生接触性测量，对生物样品而言，接触性的测量往往意味着样品的污染，所以接触性测量有较大的应用限制。同时，接触性测量也破坏了OCT具有非接触测量优势，使得PAT和OCT的双模系统不能同时发挥出各自的优势，反而出现相互限制的情况。另外，超声换能器都有自己的带宽限制，光声信号的高频部分往往会因探测不到而损失掉。而这部分的高频部分往往含有样品的边界特征和微小结构等细节信息，这部分信息的缺失往往会对图像的重构带来影响，使图像的成像质量变差。 针对上述的问题，本文提出了一个全光非接触光声层析及光学相干层析的双模成像系统。有效地解决了目前绝大多数PAT和OCT双模成像系统中还存在接触性测量和由于超声换能器带宽限制导致成像质量差的问题。具体的工作内容如下: 第一，本文提出一种基于相位调制技术的快速非接触光声层析技术，本质是通过迈克尔逊干涉仪对样品表面振动进行检测，从而间接地测量光声信号。其中的技术难点是在环境噪声下如何保证探测系统的灵敏度，我们使用过零点检测技术很好的解决了这一问题，并自制过零点检测硬件电路实现实时的过零点检测。在参考臂端加入相位调制技术，使原来的被动等待灵敏度最佳位置转变为主动制造灵敏度最佳位置，大大提高了数据采集的速度，缩短了成像时间。最后用该系统成功对琼脂内埋头发的模拟样品和小白鼠耳朵血管的生物样品实现了三维成像，证明了该系统的可行性及稳定性。 第二，理论分析了当光声信号的周期远大于OCT采集一线的曝光时间时，光声信号对OCT相干谱信号的影响只是在含有后向散射系数项上附加了一个相位，对使用振幅进行图像重构没有影响。并通过实验证明了上述结论，提出了光热OCT系统，成功采集到光热OCT的信号。理论分析了当光声信号的周期远小于OCT采集一线的曝光时间时，光声信号对OCT信号的采集几乎没有影响，并同样通过实验对上述结论进行了验证。为接下来搭建的全光非接触PAT和OCT双模成像系统提供了理论依据。 第三，在基于相位调制技术的快速非接触光声层析系统基础上，巧妙地加入OCT系统搭建出全光非接触PAT和OCT双模成像系统。并使用可多线程并行操作的Labview设计出控制双模成像系统的软件程序，保证整个系统的自动化运行。最后成功使用全光非接触PAT和OCT双模成像系统对样品进行三维成像，证明该系统的可行性和稳定性，同时也为第二章的理论推导的正确性提供了有力的事实依据。