一种偏振干涉多元CARS显微成像方法，方法为：采用高重频偏振飞秒激光作为CARS信号的探针光,其分束后的一部分作为泵浦光泵浦光子晶体光纤(PhotonCrystalFiber,PCF).PCF产生的超连续谱输出分成两部分,其中一部分作为第一斯托克斯激发光,另一部分经过半波片改变其偏振角度后作为第二斯托克斯激发光并由共焦显微光路及光谱分析系统得到CARS显微图像。本发明的技术效果是：飞秒CARS探针光与其分束泵浦PCF产生的二束超连续谱斯托克斯激发光三者偏振干涉,经偏振分析器提取某一方向的偏振分量与选择干涉加强的峰峰值,可消除样品非共振背景噪声的影响,获得高对比宽谱带CARS显微图像。