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数字全息用光电传感器件（CCD或CMOS）记录全息图，通过数值再现直接得到被记录物体再现像的复振幅分布，在微形变及振动测量、显微观测、信息加密、粒子场测量、三维识别等领域有广泛的应用前景。由于当前CCD记录面积小，像素尺寸大，限制了对物体高频信息的记录，使数字全息系统的分辨率和可记录物体的尺寸难以提高和扩大。高分辨、大视场数字全息的记录和再现，成为数字全息研究中需要解决的一个重要问题。
本论文研究了相移技术、合成孔径技术于同轴无透镜变换数字全息技术相结合，来提高系统的分辨率和扩大可记录物体的尺寸，提出利用物光场的强度分布来确定子全息图重叠位置，用模板相关算法来确定相移量，进而准确拼接全息图的方法。分析了数字全息中卷积算法和菲涅耳算法再现像平面像素间隔和系统分辨能力的关系，对用两种算法对大孔径数字全息图细分再现的结果进行了定量分析和实验比较。
主要研究内容和结果有：
（1）对数字全息技术及相移合成孔径数字全息等内容进行了综述。
（2）分析了数字全息记录及再现的基本原理及数字全息系统的分辨率，对提高数字全息分辨率的三种技术，即合成孔径技术、近距离数字全息、成像数字全息分别进行了介绍。
（3）介绍了两种算法实现数字全息图细分再现的方法，并对两种细分再现的方法进行了定量的分析理论分析和实验比较。
（4）在分析相移合成孔径数字全息的特点的基础上，提出利用物光场的相关算法替代全息图相关算法来确定子全息图重叠的位置。
（5）用模板匹配运算的方法，在孔径的每个位置准确选取相移全息图，实现全息图的准确拼接。用菲涅耳算法对直接补零后的四步相移合成孔径全息图进行再现，得到了高质量的再现像。