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数字全息术以CCD等光电探测器件记录全息图，用数值方法再现全息图，它是综合光学全息原理和计算机技术、电子技术以及数字图像处理技术发展起来的一种新型全息成像技术。本文从理论和实验两方面详细探讨了数字全息术的原理及其在三维物场再现和全息干涉计量方面的应用。(1)从理论上详细阐述了数字全息图记录与再现的基本原理，建立了数字全息图记录和数值再现的数学模型，根据光波衍射的球面波和平面波理论，给出两种不同的数值再现思路，即频域再现法和菲涅耳变换法。推导了无透镜傅里叶变换全息图的数值再现公式。利用MATLAB语言编写了相应的程序，对记录的全息图进行分析处理，清晰再现出了物场，验证了理论的正确性。(2)着重讨论了CCD参数对记录条件的限制，给出了数字全息术所能记录的物体的最大尺寸与记录距离之间的关系，指出用球面参考光波记录全息图可以更为有效地利用CCD的有限带宽。(3)从理论和实验两方面分析了全息图对比度增强、平均值相减、HRO、频谱滤波等数字图像处理技术，及其在消除全息图衍射0级和孪生像，提高数值再现像信噪比方面的作用。详细论述了频谱中心和滤波窗口的选取方法。针对CCD分辨率低的缺点，提出了频谱反演扩展法以改善成像质量和缓解对CCD分辨率的要求。(4)阐述了数字全息干涉术的基本原理和两种实现方法，讨论了其与传统光学全息干涉术之间的联系与区别，并根据数字全息术自身的特点，讨论了诸如相位倍增因子等提高全息干涉计量精度的方法。指出，数字全息干涉术可以直接计算得到干涉相位差，并由干涉相位差准确地恢复出物场的待测物理参数，取得比光学全息干涉术更高的测量精度。应用数字全息干涉术测量了光写入光折变通道波导的折射率分布以及悬臂钢板表面的离面位移分布，取得了较为满意的结果。