光学扫描全息(Optical Scanning Holography=OSH)是一种能通过二维复数图像信息记录三维目标样本的数字成像技术。数字化的易存储性和在成像过程中的高效实时、高分辨率的特点,使其在全息成像技术领域中有着尤其特殊的地位。结构光照明(Structured illumination=SI)是一种基于空间编码的数字成像技术。通过空间编码我们能将图像空间频谱进行移动,使得高频(高于光瞳的空间频谱)图像信息通过频移能通过光瞳,在图像采集区我们将得到图像的高频信息。我们再通过重建算法得到较宽频谱的高分辨率样本图像。结构光照明的这种特性超分辨率特性使得其在光学成像领域备受关注。本论文主要从理论分析、计算机仿真和实验验证等方面研究光学扫描全息的超分辨率算法,具体从以下几个方面进行探讨:1)根据菲涅耳衍射定理的理论基础,得到光学扫描全息的传输函数。通过实验仿真得到样本的断层图像,分析可以得出OSH的三维记录能力,同时分析其离焦噪声特性。根据空间编码等技术理论,得到结构光照明的频谱拓展原理。仿真记录结构光照明得到的数字图像。根据原理还原图像本身,对比分析在相同的光瞳带限下,结构光照明的图像清晰度,并分析结构光照明的优劣。2)将结构光照明应用到光学扫描全息技术中,将空间编码引入到扫描光场,得到新的光学扫描全息的光场。通过理论分析得到频谱拓展原理,实验仿真得到扫描全息图。根据原理恢复断层图像,并与传统的光学扫描全息图对比,在相同的光瞳带限下,SI-OSH的超分辨率特性。3)考虑实验的误差和提高光能的利用率因素,改进原本的结构光照明结构,得到用相位板替代光栅来改变照明模式。仿真得到新光学系统结构的断层图像。