非相干数字全息是一种非扫描的三维成像技术。该技术的照明光源是空间非相干光,所以从物体的任意两点发出的光不具有空间互相干性,但同一物点发出的光在经过衍射分光后得到的两束光是空间自相干的。利用同一物点发出的光分束后自干涉可得到该物点的全息图这一特性,整个物体的全息图可由所有的物点的全息图非相干叠加得到。通过适当的数值算法可以实现全息图的重建,再现原始物体的三维的像。由于非相干全息术可以实现空间非相干光非扫描的快速三维成像,其在荧光显微成像领域的应用特性及潜力得到了广泛的关注和持续不断的深入研究研究。在面向生物样品的显微成像实验中,样品不同结构导致的折射率不均匀,表面平整度的差异以及浸入介质的特性都不可避免地会导致光学像差,其中一些光学像差的类型会严重影响成像结果,使得实际应用中成像系统往往难以达到理论预期的成像分辨能力。自适应光学技术是解决这类问题有效途径之一。自适应光学通过波前像差探测,进而进行波前像差校正来提升系统的成像分辨率和成像质量。本文着重研究非相干数字全息成像中自适应光学技术的应用。将自适应光学技术应用于同轴共路的菲涅耳非相干相关数字全息系统和三角数字全息系统,研究其波前像差探测与校正的特性,及对系统成像质量提升的效果。论文阐明了非相干数字全息成像的基本原理,结合非相干数字全息成像特点,引入基于图像分析的自适应光学和计算自适应光学技术,进行自适应波前探测和校正,对自适应光学在非相干数字全息中的应用特性进行了研究。搭建非相干全息实验系统,实验研究了基于图像分析实现波前探测和像差估计,利用空间光调制器加载位相掩模实现成像系统像差校正的特性。利用Matlab数值仿真,研究了基于图像分析实现波前探测和像差估计,使用计算自适应光学在对图像数字处理成像系统像差校正的特性。研究结果表明,将自适应光学应用在非相干数字全息中,可以利用较少的记录数据量,有效地实现系统波前像差的探测和校正,提高系统重建像质量和成像分辨率。