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本论文提出一种新型单次曝光数字全息术，可用于三维彩色图像复振幅全息图的瞬时记录。通过空间抽取离轴全息图和插值抽取全息数据可获得参考光位相不同的3幅全息图，从这3幅全息图中提取得到复振幅全息图。单次曝光全息术可推广应用于记录采用常规位相分布参考光的全息图。本文还讨论了单次曝光全息术中波段宽度的极值。通过数值模拟和光学实验验证了复振幅全息图的单次曝光记录。结果表明，由于完全消除了直射光、零级干扰噪声和共轭光的干扰，高分辨率的精细彩色图像可从复振幅全息图中得到再现。单次曝光数字全息术能够通过采用RGB脉冲激光来