交叠成像是一种基于相干衍射成像的相位恢复技术，它利用光强探测器采集到的物体衍射强度图来恢复物体的相位。该技术在实验装置中不依赖透镜，避免了透镜像差对成像分辨率的影响，从而提高了成像的分辨率。此外，该技术还具有收敛速度快，成像视场大等特点，在超分辨成像、三维物体成像、光学测量、图像加密等领域应用广泛，成为现代光学研究中的一个重要分支。本文以交叠成像在图像加密领域的应用为研究方向，主要内容如下:　　首先，本文介绍了交叠成像技术的发展历程，具体分析了交叠成像技术能获得相位唯一解的原因。本文阐述了傅里叶域的交叠成像技术基本原理，并扩展到菲涅尔域，研究了可见光域交叠成像中照明光束的系列关键参量对成像质量的影响，通过模拟对可见光域的实验进行系统优化照明光束参数起到一定的理论指导作用。　　其次，本文研究了基于交叠成像技术的彩色图像加密算法，利用正弦组合光栅将彩色图像编码为灰度图像，结合交叠成像技术与双随机相位加密技术对图像进行加密，从而实现了彩色图像的加密。该加密系统不仅扩大了密钥的空间，提升了系统的安全性，而且具有较强的抗剪切和抗噪声能力。该加密系统实验装置简单，实用性较强。模拟的实验结果验证了该系统的有效性。　　最后，本文研究了基于改进的交叠成像技术多图像加密算法，将四幅图像按照振幅和相位信息合成两幅图，利用特殊设计的正交正弦光栅将合成的两幅图加密成一幅类似白噪声的加密图像。该加密系统不仅克服了传统交叠成像术需要扫描的缺点，而且缩短了图像的采集时间，节省了实验成本。光栅的参数和交叠成像中的照明光参数都可以保证了系统的安全性。模拟仿真结果验证了该方法的可行性。