荧光显微镜因具有无损非入侵性的探测能力，一直以来都是生物和化学领域不可缺少的实验设备。但是传统的荧光显微镜由于受到阿贝衍射极限的约束，分辨率只能达到200 nm左右。而生物学、材料学的很多研究对象如病毒、蛋白、纳米簇等的尺寸远远小于传统荧光显微镜的观测范围。提高传统荧光显微镜的分辨率成为了迫在眉睫的问题。尽管扫描隧道显微镜、电子显微镜、原子力显微镜等都在一定程度上提供了获取微观信息的方法。但是仍然不能实现对活体生物细胞的超分辨观测。经过一个多世纪的努力，目前已有多种突破衍射极限的方法。其中，Stefan W. Hell教授在1994年提出的stimulated emission depletion（STED）超分辨显微术是第一个突破衍射极限的方案。这项技术在2006年度被《Science》杂志评科学界十大突破之一，2008年被《Nature method》杂志评为年度技术，并于2014年获得诺贝尔化学奖。经过了近20年的发展，目前STED技术已经日趋成熟。目前德国的莱卡（Leica）Aberrior公司已经有性能优越的STED超分辨显微镜。但是其价格高昂从几百万到千万不等，而且功能复杂，需要对使用者进行专业培训，严重阻碍了STED进一步的推广和应用。本课题从STED的原理出发，设计一套高性价比的STED系统。同时由于STED系统对散射严重的样本（如动物组织切片）的成像能力较差。为了弥补这个缺点，我们将双光子成像系统与在STED系统相结合，利用双光子成像系统优越的穿透深度对厚组织进行成像。本课题完成的主要内容如下： 1、依据STED超分辨成像原理，设计合理的光路图。选择合适的激光器、光学元器件、扫描模块等搭建STED显微镜的硬件结构。为了降低系统的复杂度和可操作性，我们将皮秒脉冲激光器作为损耗光光源。同时，其扫描模块为压电平台，具有闭环5 nm的精度。由于激光器形成的光斑为非均匀光束，我们利用单模光纤对空间光进行耦合，并形成高斯光束。软件为C语言编写的imspector，采用DMA进行数据传输。并最终实现了4秒/帧的扫描速度。 2、在STED系统上搭载双光子成像系统。首先调研了双光子系统所需要的硬件，包括激光器、扫描台、探测器、数据采集设备。然后在STED光路上设计了双光子成像系统的光路图，最后完成了双光子系统的搭建并实现成像功能。 3、对商业荧光染料、合成的传统有机染料进行紫外吸收、荧光光谱表征。同时，对合成的石墨相氮化碳量子点（g-C3N4量子点）进行了双光子光谱、荧光寿命等表征后用其对乳腺癌细胞（MCF-7细胞）进行染色。最后分别利用商业荧光染料、传统的有机染料对STED系统的成像功能进行了检测。利用g-C3N4量子点染色的乳腺癌细胞（MCF-7）对双光子系统的成像功能进行检测。结果表明，我们搭建的双光子/STED复合显微镜具备了超分辨成像和双光子成像功能。