传统的光学显微镜能够在相对自然、无需特殊制备或灭活的情况下对各种样本进行事实成像,这是扫描电子显微镜(SEM)、扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)和扫描近场光学显微镜(SNOM)等无法实现的,适用范围更加广泛,适用条件也较为宽松。然而,由于存在光学衍射极限,受到阿贝准则的限制,传统的光学显微镜的最高分辨率被限制在可见光的半波长级别,大约为200nm。这对于当前越来越深入至纳米量级乃至分子水平的观测和加工显然是难以满足要求的。因此,如何继续在传统光学显微镜的基础上开发新技术、提高实验方法来进一步提高分辨率显得很有必要。本文提出了一种基于涡旋艾里光照明的暗场数字全息显微方法。该方法在常规的透射式光学显微镜基础上,采用数字全息技术、暗视场照明、类无衍射光束作为照明光相结合的特种照明方式,实现了光学显微镜的超分辨成像,在采用数值孔径为0.4的20X的显微物镜的情况下,成功将分辨率极限从1090nm提高到约390nm。本文分别从理论方法、系统设计和实验分析等方面对这红超分辨光学显微成像方法与系统进行了研究。文章的主要内容及工作如下：分析了涡旋光和圆艾里光的无衍射特性、自聚焦后焦深等特性对成像的影响；从理论上阐述了涡旋艾里光照明实现暗场数字全息显微的原理；搭建了相应的数字全息显微成像系统,采用500nm和390nm的聚苯乙烯小球作为实验样品；通过对涡旋艾里光、圆艾里光、涡旋光和普通的高斯光照明时,小球的暗场数字全息显微再现像的分析对比,证明该方法可以有效地提高数字全息系统的分辨率,同时增强再现像的对比度。