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传统的成像技术是将一个三维物体成像到一个二维平面上，由于散焦的作用，物体的三维信息将丢失，体全息成像系统是结合体全息透镜的成像系统，它可以恢复物体的三维信息。体全息透镜是通过记录两束或更多相关光束的三维干涉图样而制成的，简单的记录方式为一球面参考光束（或平面参考光束）和一束平面信号光束在厚的记录介质内相干涉，在介质中所记录的体全息光栅，即体全息透镜，可用作体全息成像系统中的成像透镜。体全息光栅的布拉格选择性和简并特性被用来获得带有三维信息的图像，和通常的透镜不同，三维信息意味着物体的像是一片片获得的，不同的切片体现为不同的轴向位置（用常规透镜时，物体在轴上不同位置处各部分形成的像是散开的）。对于反射物体，体全息透镜可以获得物体的高度h（x，y)信息，而对于透明物体，体全息透镜可以获得它的光学密度n(x，y，z)。这些优势使得体全息透镜在军事侦察、国家安全、医学诊断及生产检测等高端成像领域具有广泛的应用前景。
首先，本文详细阐述了体全息透镜的原理、制作方案，在实验上对横向x方向、横向y方向和轴向(z方向)的分辨率进行了测量，并且研究了体全息透镜的孔径、记录角度、透镜焦距等对轴向深度分辨率的影响。结果表明，体全息透镜的x方向分辨率(54μm)远远高于横向y方向分辨率(0.92mm)；随着全息透镜孔径的增大，纵向分辨率不断增大，且透镜焦距对纵向分辨率影响明显，记录角度对纵向分辨率基本无影响。
其次，本文对体全息透镜的分层成像特性进行了研究，通过改变参考光的夹角与记录点源的位置在同一块晶体中记录了两个体全息透镜，实现了对不同深度的物体同时成像，并且对参考光夹角的变化量、成像位置、像的大小等进行了理论计算与实验测量，理论和实验结果相符。