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为快速、准确地对中药饮片细胞进行形貌表征，采用理论分析与实验验证相结合的方法，对球面参考光像面数字全息显微术进行了研究。结果表明：通过适当调整参考点源的位置，球面参考光像面数字全息显微术可以准实时的消除显微物镜引入的二次位相畸变，利用自动位相补偿算法能够快速、有效的消除因参考光偏离光轴带来的一次位相畸变，准确再现样品的位相信息。基于研究结果，利用所建立的球面参考光像面数字全息显微术对中药饮片蒲黄细胞进行定量成像，由位相分布给出了细胞的大小及形貌特征。