光学干涉测量技术是光学检测领域的一个重要分支,具有高精度、高分辨率和非接触无损伤等优点。数字全息技术可定量再现三维物光波的相位信息,在成像与检测等领域具有广泛应用,是近年来现代光学中备受人们关注的研究领域之一。将数字全息与光学干涉测量技术结合可以充分发挥二者的特点和优势。本文根据数字全息及光学干涉测量的特点以及数字全息干涉近年来在光学测量方面的研究进展,开展了双波长数字全息干涉及其在光学元件表面面形与光学非均匀性测量方面的研究。主要工作包括：一、介绍了数字全息的记录与再现过程、再现算法；分离轴数字全息和同轴数字全息两种情况；介绍了从全息图(干涉图)中提取物光波波前相位分布的方法及相位解包方法。二、讨论了双波长数字全息干涉的等效波长及在等效波长范围内避免相位解包的原理和实现方法,给出了采用双波长数字全息干涉测量光学元件表面面形的原理,并进行了计算机模拟实验和光学实验验证。研究结果表明,对于表面面形引起的波前程差小于等效波长的情况,双波长数字全息干涉可以直接克服2π相位的不确定性,无需相位解包；对于表面面形引起的波前程差大于等效波长的情况,可以先得到等效波长下的相位分布,然后再对等效波长下的相位分布进行相位解包,这样可以简化相位解包过程、提高相位解包算法抗噪声干扰的能力、扩展相位解包算法的适用范围。该研究证明了采用双波长数字全息干涉测量光学元件表面面形的可行性和优点。三、从经典色散理论出发,首次推导了光学非均匀性与光波长之间的关系,得出在一定波长范围内不同波长条件的光学非均匀性近似相等的重要结论。基于上述结论,针对现有光学非均匀性测量方法的不足,首次提出了基于双波长数字全息干涉测量光学非均匀性的新方法。根据材料的色散特性并结合相移数字全息干涉的原理,给出了采用双波长数字全息干涉测量光学非均匀性的原理和实现方法,并进行了计算机模拟实验和光学实验验证。研究结果证明了所提出的原理与方法的可行性与正确性。该方法具有如下优点：测量原理本身具有系统光路波前畸变自动补偿功能,测量过程无需调节待测样品,无需对待测样品前后表面的面形及平行度进行特殊精密加工,适用于多种不同类型的干涉仪结构。该方法为光学元件的光学非均匀性测量提供了新的解决方案。以上工作为后续的深入研究打下了基础。