本发明公开了一种基于多层薄膜的光学成像载片及光学成像系统，及其与电子显微镜联合使用的技术。该系统包括光学成像载片以及光学显微成像装置、电子显微成像装置。本发明提供了一种可同时实现同一样本在光镜和电镜上进行成像的基于多层薄膜的光学成像载片，通过光波在不同薄层介质间界面的反射和干涉，能够形成材料超薄片样品中结构图像或生物超薄切片样品中细胞的高对比度图像，例如可观察到组织或细胞样本中细胞的细胞体、细胞突起以及血管等。本发明藉由基于多层薄膜的光学成像载片，可与基于卷带收样的连续断层电子显微镜成像结合，能对同一个生物或医学的组织或细胞样本实现介观光学显微镜成像和微观电子显微镜成像的无缝衔接和互补。