大气中含有大量的液体和固体颗粒,既有人为制造的,也有天然存在的。大气颗粒对天气、气候和生物的健康起着关键作用。因而,对大气颗粒的精确测量具有重要的意义。使用高速CCD或CMOS相机代替普通面阵相机,可以实现较短时间间隔内的动态大气颗粒全息图记录,避免运动拖影的产生。借助数字图像处理技术对全息图进行分析,可以实现对颗粒粒径、空间分布、运动轨迹、速度、球形度等参数的测量。数字全息技术在粒子测量方面展现了诸多优势,不仅装置结构简单稳定,并且可以三维成像、区分层叠粒子。本文就利用数字全息技术对大气颗粒的测量展开相关实验研究,主要工作内容如下:阐述数字全息技术的基本理论,通过对三种再现算法的实验验证,比较它们的优缺点。为了避免拍摄动态物体全息图时产生运动拖影,设计并搭建了高速同轴数字全息系统。对于全息图记录过程中引入的噪声,讨论如何去除全息图背景噪声以及如何抑制同轴全息零级衍射项。为了完成对粒子几何参数和运动参数的获取,结合实验装置,分析同轴数字全息测量方法,并通过对标准粒子的模拟实验完成了粒子粒径、空间位置、速度和球形度的测量。针对再现间隔的选取导致粒子在光轴方向的位置测量存在误差的问题,在原有装置的基础上,通过加入反射镜,实现全息图的双视角记录。粒子沿光轴的坐标将由反射镜的位置与反射镜像的位置所确定,使粒子沿光轴坐标的测量精度得到了提高。