尽管光学成像领域取得了快速进展,但大多数先进的微结构成像测量设备仍然存在结构复杂和价格高昂的问题,这限制了其在实验室之外的使用。与此同时,资源受限环境中与先进完备的实验室所使用的观测方式,应具有明显不同的定位与要求。在资源受限环境中的这种成像设备应该具有成本低,体积小,重量轻,适当精确,易于未经培训的普通人操作使用的特点。本课题“分波阵面无透镜数字全息技术研究”的目的就是试图设计一种适用于资源受限环境,并且具有成本低廉易于操作特点的便携式光路结构。本文的具体研究内容如下:首先,对离轴数字全息的记录和重建原理方法进行研究。同时强调基于两束球面光的离轴数字全息的记录条件。然后同通过仿真说明,双波长解包裹算法相较于单波长解包裹算法的优势。为后续研究奠定基本的理论基础。其次,提出了一种基于分波阵面干涉的无透镜离轴数字全息光路结构,且该结构具有成本低廉,结构便携,样本操作便捷,易于实现的特点。重建过程中引入除法算法对球面光造成的球差干扰相进行去除,提高成像质量。通过分辨率测定实验、定量相位成像实验、动态观测实验及时间稳定性和重复性实验来较为全面的表述该结构性能特点。再次,将双波长数字全息与所提出的光路结构相结合。用来增大系统的轴向测量范围避免单波长解包裹的耗时计算。通过大相位台阶样品的定量相位测定表明:在单波长解包裹算法失效的情境下,双波长解决包裹算法可有效测量,在其测量范围内的大相位台阶样品。对双波长数字全息的动态性能进行实验说明:相较于分别拍摄两次全息图的双波长数字全息,单曝光双波长数字全息图采集方式可以实现动态样本的观测。最后,将所提出的便携式光路结构进行集成,使其真正的脱离实验室,可以在资源受限环境中进行所需观测。