数字全息和叠层成像是定量相位测量技术中两个重要的研究方向。数字全息技术利用光电探测器代替传统的照相干板记录干涉图，并在计算机上数值再现待测样品的复振幅波前，大大提高了记录、存储、传输和再现的效率。其在生物细胞观测、微电路芯片检测、三维形貌测量以及光学加密领域都有着广泛的应用前景。叠层成像则是一种相干衍射成像技术，其通过照明探针的交叠式扫描，并使用叠层迭代的相位恢复算法对待测样品进行恢复。叠层成像不受样品大小的限制，成像分辨率高，且对光学平台的稳定性要求不高，因此它在相位测量方面也有着较多的应用。　　本论文围绕数字全息和叠层成像的结合展开了分析研究，主要的创新性研究内容如下:　　(1)提出了一种利用先验信息的相干衍射成像方法。该方法在样品的探测面上引入了一部分的已知先验信息，通过使用改进型的相位恢复算法可有效地重建待测样品的复振幅图像。　　(2)首次将叠层扫描与数字全息加密系统结合。新的加密系统不仅具有较高的安全性，而且还具备加密大尺寸图像的性质，这对于信息传输的发展具有比较积极的意义。　　(3)提出了改进型的基于叠层扫描的大视场数字全息成像方法。对待测样品的重建中同时使用了全息处理和叠层迭代的技术，这种结合性算法一方面扩大了传统数字全息的视场，使得不再受实际光学器件的限制;另一方面也提高了叠层迭代重建的收敛速度、抗探针移动误差和系统噪声的能力。