彩色数字全息作为数字全息技术的一项重要发展,在无损检测方面不仅有着非接触、高精度等优势,而且三色光波同时从不同角度采集材料的信息,在数值计算时能构建出三个不共面的矢量场,对被测物体能有一个更精准的把握,但是彩色数字全息在采集技术方面有诸多的问题,其中较为突出的是实时性与颜色串扰。为了能更好的应用在材料形变场的检测,本文就彩色数字全息的采集技术与检测应用展开研究。首先,就彩色数字全息与数字全息检测应用,介绍了目前的研究成果,探讨了国内外研究的热点：三维形貌、温度场的测量,微小物理量的测量,全息显微等,以及彩色数字全息的统一物理尺寸算法,颜色校正等。研究了彩色数字全息采集与再现原理,离轴衍射像分离条件及几种常用重建算法,分析比较了几种彩色数字全息波前重建算法,研究采用可控放大率算法进行彩色数字全息数值重建。其次,通过实验对彩色数字全息采集技术进行研究。实验研究了使用单色CCD或彩色CCD,分别采集三色光的数字全息图,在数值重建时能合成无颜色串扰的彩色图像,但不能满足实时检测的要求。对于三色光同时采集,通过实验研究使用Bayer、RGB、Foveon三种彩色CCD进行了实时彩色数字全息图采集,从重建图像和CCD原理分析颜色串扰产生的原因,并基于颜色校正对Foveon型CCD进行了消颜色串扰研究,实验结果表明改进后的Foveon型CCD和RGB型CCD可使用于彩色数字全息实时采集与检测应用。最后,对彩色数字全息在形变检测中相位变化与位移量的关系进行了分析研究,并基于Bayer型CCD的彩色数字全息实时采集系统,探索研究了在常温下,用数控加载试验机对哑铃型钛合金试件进行拉力加载,使用彩色数字全息图记录试件在此情况下的三维形变；并重点研究了在高温情况下,对试件进行加力使其产生形变,探索通过彩色数字全息系统检测钛合金材料在高温下三维形变,按照相位与位移变化关系计算出试件的拉力方向上的面内位移,从而根据杨氏模量公式计算出材料的弹性模量。实验结果表明,通过本文研究的彩色数字全息系统,对材料进行三维形变检测时,不仅能在常温情况下能够很好的重建出三色分量的再现像和相位差图和计算出材料的形变量,而且在高温情况下也能通过此方法,能对材料的形变信息有一个准确的把握,此彩色数字全息检测系统在检测应用中切实可行。