构建了无透镜傅里叶变换数字全息实验系统, 实现了对一组生物样品特别是活体细胞的高保真度定量相衬成像。系统的简单性在于其数值再现过程只需直接对全息图进行一次快速傅里叶变换, 而对由此引入到相位像中的畸变, 则采用两步相减法予以校正。成像物体首先选用家蚊口器和洋葱表皮细胞的生物教学样片, 进而使用无标记的活体宫颈癌细胞。实验中, 不仅观察到了静态生物样品清晰的形态, 而且观察到活体细胞形态的动态变化, 充分表明了数字全息显微术应用于生物样品相衬成像的有效性。

建立了一套预放大式数字全息显微成像系统，通过对样品进行显微放大，实现了高分辨率的定量相位成像；并通过计算机控制相机自动曝光记录序列的数字全息图实现了动态相位成像。用标准样品验证了系统测量的准确性；以活体洋葱表皮细胞和血红细胞为样品，获得了清晰的定量相位像；以置于水环境的草履虫为样品，实现了动态成像。实验结果表明建立的系统可以实现高分辨率的动态定量相位成像，可以应用于生物活体样品的显微研究。

针对生物活细胞的观测，基于预放大离轴光路设计和构建了一套倒置式像面数字全息显微成像系统，该系统的全息图记录平面与物体的像面重合，无需光学衍射传播步骤，简化了再现过程。对于引入到相位像中的畸变，采用简单快速的曲面拟合法予以校正；并利用分辨率板对系统实际分辨率进行测定，该系统可以分辨的最小细节信息为0.87 μm。以老鼠的大脑海马区神经元活细胞为成像物体，实现了其在自然状态下的定量相衬成像，清晰观察到了海马区神经元活细胞的胞体、树突等形态结构，获得了细胞形态的基本参数。结果表明，数字全息术可用于神经