全息术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维信息的技术。随着光电传感器件以及计算机技术的发展，数字全息术得到了快速的发展。数字全息术与传统全息术相比较具有制作成本低，成像速度快，记录和再现灵活等特点。非相干数字全息所用的照明光源为非相干光，避免了因相干光带来的散斑噪声。近年来，随着国内外研究人员的不断努力，非相干数字全息已经被成功应用于显微成像、光谱成像和望远成像等各个领域。本论文主要研究了基于迈克尔逊干涉仪的非相干数字全息显微成像。以下是论文的主要内容：　　(1)本论文首先对数字全息术和非相干全息术的发展进行了详细介绍。介绍了光全息的基本理论，推导了菲涅尔衍射积分。并且以基于迈克尔逊干涉仪的非相干数字全息光路为例，推导了基于迈克尔逊干涉仪的非相干数字全息系统的点扩散函数，讨论了非相干数字全息图的记录方法和再现原理，同时对比了菲涅尔衍射重建算法、卷积衍射重建算法和角谱衍射重建算法的优缺点。并且介绍了非相干数字全息中消除零级像和孪生像的方法，特别介绍了三步相移技术和广义三步相移技术。通过实验得到分辨率板和钢尺的全息图以及再现像，充分证明该成像系统的可行性。　　(2)其次，搭建了基于迈克尔逊干涉仪的非相干数字显微全息成像光路，对该系统进行了详细的理论和实验研究。计算了该系统在记录过程中的点扩散函数，获得了系统横向放大率及重建距离的具体表达式。利用CCD记录全息图，用广义相移数字全息干涉术去除孪生像与零级像，并用角谱算法得到了清晰的重建像。实现了分辨率板和洋葱表皮细胞等样品的非相干全息显微成像，验证了该显微系统的可行性。分辨率板的成像实验表明，该系统的横向分辨率可达512 lp/mm。微米洁面刷软毛的成像实验表明该系统具有呈现微观物体三维结构的特性。　　(3)最后，介绍了压缩传感的基本理论和依据，比较了几种压缩传感恢复算法，并对Lena图像进行了重建。同时将压缩传感算法应用于非相干数字全息技术中，对理想物体进行数值模拟，获得了理想物体的全息图，并对利用菲涅尔衍射算法重建单幅同轴全息图的重建像和压缩传感算法重建单幅同轴全息图的重建像进行了比较。