数字全息术是随着全息技术与计算机技术发展而产生的一种新型成像技术,其不仅简化了传统全息术的实验过程,摒弃了传统全息术中操作要求较高的显影定影的暗室处理过程,而且通过计算机可以完全模拟出再现的过程,获得重建后的三维形貌图。数字全息采用CMOS(金属氧化物半导体器件)或CCD(电荷耦合元件)等图像采集器件记录物体的全息图并存入计算机中,通过运用数字全息图重建成像算法模拟参考光来照射全息图进行再现。与传统的光学全息术相比,其具有快速、实时和无接触成像测量的特点。漫反射是自然界中最为常见的反射现象,对于漫反射式物体表面结构的测量问题是物体结构测量中的重要内容,金属表面的应力形变测量问题也一直是科学研究中亟待解决的问题。为此,本论文研究利用数字全息术对漫反射物体的表面结构进行成像测量的方法,以促进将数字全息术运用到物体的应力形变测量中。本论文介绍了数字全息在国内外的发展状况,以及数字全息在物体形貌测量上的应用,研究了强漫反射物体表面结构的数字全息成像实验方法和系统。本文主要研究内容包括:分别使用菲涅耳全息光路,像面全息光路以及数字全息显微光路等对漫反射物体进行表面结构的成像实验;成像结果表明,传统的菲涅耳全息方法由于直流项的影响不能获得强漫反射式物体表面结构信息,像面全息法由于透镜的限制,不能获得此物体的全部信息,而数字全息显微法,由于显微物镜的限制,也不能清晰获得物体的有效信息。在这些实验的基础上,提出了基于菲涅耳数字全息的全息图相减法对强漫反射物进行成像。此方法使用全息图与物光参考光相减,并对频谱滤波的传统依型截取概念进行了较大改进,采用半扇提取法去除了直流衍射项;运用此方法获得了强漫反射式物体的表面结构信息,并对实验结论进行了定量的评价。由于本实验中的工程物件过大,无法采用光学或者电子显微镜进行测量,不能给出清晰的结构,所以本实验的结果采取了与本课题组所研究的激光测距法所测得的钢板表面结构进行对比,证明了此方法的优势和可行性。