数字全息术是一种涉及光学、光电子学、全息学以及计算机科学等诸多学科的技术,具有非接触、无损伤、全视场、灵活处理、高效储存等优势。数字全息显微术结合了数字全息术和显微技术,能对微观物体进行定量相位显微测量,在医学和工业制造等领域具有广泛的应用前景。如今数字全息显微术的研究日渐成熟,虽然该技术发展迅速,但在某些问题仍待解决,如共路离轴数字全息显微成像系统虽然改善了离轴数字全息显微成像系统体积大、抗干扰能力差等缺陷,但是由于分光元件的特性,难以调节物光与参考光的分离距离。反射型数字全息显微成像系统对于二次畸变的改善研究,较为依赖后期数值补偿,难以获得较好的补偿效果。本文通过对透射型和反射型两种数字全息显微系统进行深入研究,设计出了两种改进的光路系统,用于解决以上待解决的问题,主要内容如下:绪论部分对数字全息显微术的基本原理进行了介绍,包括基本成像原理、记录时需要满足的条件、再现算法以及相位解包裹原理,并从透射和反射两方面分析了数字全息显微形貌测量原理,为数字全息显微系统的搭建、全息图记录以及强度图和相位图的数值重建提供理论支持。本文提出了一种透射型共路离轴数字全息显微系统,主要工作包括:在理论研究的基础上,分析了该系统的成像和光波偏振变化过程,给出了调节频谱分离距离以及条纹对比度的方法。对系统中主要的光学元件进行选型,并用Solidworks三维建模软件设计并制作了分光干涉模块。利用该系统采集不同实验样品的全息图像,验证了系统调节方法的可行性并测试了其成像能力。采用Solidworks软件对各封装结构进行设计,并展示了组装后的整体模型。另外,本文还提出了一种反射型双远心数字全息显微系统,主要工作包括:通过三种远心系统对比分析,体现出双远心系统准确的测量精度。将设计的系统结构与其他几种反射型数字全息系统作对比,证明了该系统在相位畸变校正方面的优势。在理论研究的基础上,进一步分析了本文系统的成像过程以及畸变校正的原理。采用笼式结构搭建反射型双远心数字全息显微系统并完成封装。将搭建的系统用于反射镜和分辨率板成像,验证了该系统相位畸变校正能力和定量相位成像能力。