数字全息术通过电子成像设备和计算机采集并处理数字全息图,数值再现物光场分布,具有处理过程快速方便、可获得定量三维图像等优势。数字全息显微术结合了数字全息术与显微术,其三维定量分析样品能力,使其成为一种潜在的强有力的显微分析技术,近年来成为国内外研究热点。本文介绍了数字全息的相关原理,搭建了透射式数字全息显微成像装置,开展了相关实验研究。主要研究内容包括以下几个方面:(1)为了将次条纹位相分析技术应用于数字全息显微术,理论分析了传统次条纹位相分析技术的缺陷,提出一种改进的次条纹积分算法;通过数值模拟和实验论证了改进算法的有效性;(2)将提出的改进算法应用到数字全息显微成像,拍摄了USAF1951分辨率板的全息图,利用改进次条纹积分算法得到了分辨率板的位相分布结果,验证了次条纹积分算法应用于数字全息条纹分析的可行性;(3)数字全息显微记录光路多使用双显微物镜光路,放大的物光波和球面波干涉形成全息图;最近有人提出可采用单显微物镜加准直光路,放大并经准直的物光波和平面波干涉形成全息图。针对这两种记录光路进行了理论比较分析,并分别采用两种记录光路拍摄洋葱表皮细胞,进行强度再现和位相再现。再现结果表明,新光路的强度再现结果更清晰,位相再现结果显著消除了位相畸变。