菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel Incoherent Correlation Holography, FINCH)属于同轴全息系统, 需要通过相移技术去除零级像和共轭像。通过对FINCH系统记录及再现过程的理论分析, 根据系统点扩散函数推导出了n步相移数学计算公式, 模拟仿真了相移步数n对FINCH系统成像质量的影响, 并搭建了非相干光反射式数字全息记录系统, 对模拟结果进行了实验验证。模拟仿真及实验结果表明: 通过增加相移步数不能显著提高再现像质量; 二步相移能够提高记录速度, 通过去除原始图像和小波分解的方法可以抑制零级像, 提高再现像质量; 通过对三步相移每个相移全息图拍摄多次求平均值后得到的再现像与拍摄一次得到的再现像对比发现, 随着拍摄次数的增加, 得到的再现像质量越来越好, 背景噪声大大减弱, 再现像强度越来越大, 为FINCH系统再现像质量的改善提供了新的思路和新的实验基础。

基于菲涅耳非相干数字全息记录和再现的基本理论，对合成孔径非相干数字全息成像过程进行理论分析和计算；模拟仿真空间光调制器上加载透镜的方式对合成孔径非相干数字全息成像特性的影响，并对模拟结果进行分析；比较相位子全息图先拼接再重建、先重建再拼接2种再现方法对再现像质量的影响，并对仿真结果进行实验验证。结果表明：中心孔径是最重要的子孔径，采用中心孔径加4个十字型子孔径的成像性能较好，或者采用双透镜对称加载模式，可以减少合成孔径的子孔径数，缩短全息记录时间；证明了合成孔径技术在非相干数字全息中的适用性。