大气颗粒物污染会对人类身体健康造成损害,导致多种疾病发生,例如哮喘、慢性支气管炎,甚至和心脏病、中风和心律失常有关。颗粒物特征检测,主要是粒径、表面积、浓度等,对于防治颗粒物污染有重要意义。对环境中的有害大气颗粒物进行监测,是解决我国当前区域性的霾污染现状的根本手段,也是提高人类健康生活水平的重要保障。数字全息在成像科学领域,特别是在显微和测量是一项潜在的颠覆性的新技术。21世纪以来,全息显微分辨率不断提高,开始应用于微小颗粒物探测。本文提出一种笼式结构的数字全息颗粒物检测系统,装置结构稳定,不容易受到环境因素的影响。首先针对空气中的颗粒物污染,探究使用全息技术测量的可行性。分析了全息术以及相位解包裹技术的基本理论,对目前使用较多的几种数字全息图再现方法以及去除干扰项的方法进行分析。然后基于全息成像理论搭建了一个笼式结构的离轴数字全息测量装置,搭建完成后进行实验调试,针对调试过程中出现的样品重影现象,样品边缘模糊现象进行分析并提出解决办法。接着用一维分划板进行系统放大倍数的标定,对分划板的全息图像进行角谱再现,再使用边缘提取等技术提取出清晰的分划板图像进行标定。最后,在利用标准悬浮粒子验证装置的可行性之后,使用氧化铝粉末模拟气溶胶环境进行测量,得到颗粒物的全息图,对全息图进行频域滤波、角谱再现和相位解包裹运算,使用边缘检测提取出清晰的颗粒物图像,通过计算,可以比较准确的获取颗粒物的粒径尺寸,形状参数等。本文的笼式结构的数字全息装置,能够实现对颗粒物粒径的准确检测,并且装置结构稳定,易于调节。