数字全息术是一种真正实现物体三维成像与测量的技术,是光学、光电子技术和计算机技术的高度融合。数字全息显微术是数字全息术的一个重要应用领域,它不仅具有非接触、无损伤、全视场、处理灵活、存储方便等优点,还能同时获得三维微结构的强度和相位信息,是近年来显微成像技术的一个重点方向,具有非常广泛的应用前景。传统光学显微镜的成像分辨率,由于受到光学衍射效应的影响,其分辨率存在极限。这对于目前越来越深入的生命科学研究领域显然是不能满足的。因此进一步提高光学显微系统的分辨率,对于探索更精细的细胞结构和功能是很有必要的。本文根据光波标量衍射理论,提出了在数字全息显微系统物光中加入幂级数光瞳滤波器或环形光瞳滤波器的成像新方法。分别从理论分析、数值模拟和实验验证等方面对这种振幅型光瞳滤波器的超分辨成像方法进行了研究。文中的对分辨率的检测近似为只对光强的检测而不讨论对相位的检测。首先给出幂级数光瞳滤波器和环形光瞳滤波器的光瞳函数,然后根据标量衍射理论推导出这两种光瞳滤波器的夫琅禾费衍射分布函数,其分布特点由1阶贝塞尔函数描述。然后根据推导出的光场分布函数和光强分布函数,通过MATLAB编程画出幂级数光瞳滤波器和环形光瞳滤波器的透过率分布和光这两种滤波器的二维光强分布、三维光强分布。光学显微镜的分辨率与艾里斑尺寸密切相关。参照光学超分辨影响因素,讨论了衍射分布的主瓣强度、主瓣宽度和旁瓣强度,分析斯特雷尔比S、最大旁瓣强度比M、分辨参量G和分辨率提高倍数。通过模拟出两个点像叠加后的光强分布,用图像直观地说明,借助这两种光瞳滤波器可以有效提高显微系统的分辨率。最后设计出数字全息显微系统的Mach-Zehnder干涉光路,在物光路中加入环形分布的振幅型光瞳滤波器,并利用预放大的方法拍摄美国空军标准(USAF1951)分辨率板、植物细胞和人血细胞。将拍摄到的全息图取其+1级进行再现,并对比不同环形孔径比下的再现像。实验证明,加入环形光瞳滤波器可以使较大细胞的高频部分更加明显,但对于实现超分辨效果不甚理想。