Gabor同轴数字全息具有光路简单、受环境振动和空气扰动影响小,且对光源的相干性和记录器件的空间分辨率要求较低等优点,但直流项和共轭像的存在影响了再现像质量。在双光束数字全息中采用相移干涉可以消除直流项和共轭像；但Gabor同轴全息是单光束全息,难以采用传统相移干涉技术消除其直流项和共轭像。纯相位液晶空间光调制器可以对光场进行分像元的纯相位调制,为对频谱进行相移提供了可能。本文结合纯相位液晶空间光调制器和Gabor同轴数字全息的特点,提出基于光学4f系统的Gabor同轴相移数字全息,主要研究内容如下：一、在对Gabor同轴数字全息和光学4f系统进行参数分析的基础上,给出了采用光学4f系统的Gabor同轴数字全息的参数关系。二、对液晶空间光调制器的原理和光调制特性进行了分析讨论,实验测量了其调制特性曲线。三、基于光学4f系统频谱面上不同空间频率成分空间分离、以及纯相位液晶空间光调制器可实现分像元相位调制的特点,提出了采用光学4f系统的Gabor同轴相移数字全息。对其实现原理进行了详细分析,给出了几种具体实验光路结构,并进行了相应的实验验证。研究结果证明了基于4f系统的Gabor同轴相移数字全息的可行性及优点。四、采用不同聚焦判据函数研究了基于4f系统的Gabor同轴相移数字全息的自动聚焦特性,并与传统Gabor同轴数字全息进行了比较。研究表明基于4f系统的Gabor同轴相移数字全息在自动聚焦中具有很大的优势。以上研究证明了采用纯相位空间光调制器、基于4f系统的Gabor同轴相移数字全息的可行性和优点。为拓展Gabor同轴数字全息的应用领域(如在物体三维形貌与表面面型检测、相位物体成像与检测等领域的应用)打下了良好基础。