数字全息术是传统光学全息术与数字图像处理技术相结合的产物,由于其使用CCD代替全息干板进行全息图记录、使用计算机代替光学操作进行图像重建,因而拥有传统光学全息术不具备的高效、实时、便捷等优点。目前数字全息术已广泛用于物体透射率测量等领域。对于各向异性物体,由于其具有偏振响应特性,一般使用琼斯矩阵来完整描述物体透射性质。琼斯矩阵有四个矩阵元参数,每个矩阵元参数是包含振幅和相位的复参数,因此通常采用全息干涉方法和多次记录步骤完成琼斯矩阵的表征测量。数字全息能够重构光场的复振幅,在琼斯矩阵测量方面有巨大的应用前景,但是为了实现快速测量,尚需要发展多通道的数字全息测量技术。目前用于琼斯矩阵测量的多通道数字全息方法主要有两种:1.使用两个通道进行多次记录,测出琼斯矩阵;2.使用两台激光器构造四个通道进行单次拍摄,实现琼斯矩阵的瞬时测量。但两种方法均有不足之处,前者无法进行实时测量,后者需要较为复杂的光路。人们迫切需要一种实时、简便、快捷的琼斯矩阵测量方法。本文基于已有的双通道和四通道数字全息方法,提出并使用实验验证了一种使用单个激光器和单次拍摄即可测量琼斯矩阵的数字全息方法:在原有双通道数字全息系统基础上使用结构光照明,即可获得额外的两个频率空间通道,从而仅需一次拍摄就可以利用傅里叶条纹分析法对琼斯矩阵进行复原。该方法有如下特点:由于其仅需单次拍摄,可支持动态待测物的琼斯矩阵的实时测量;只使用单个激光器,可降低光学系统复杂程度;可由双通道数字全息系统升级而来,光路系统更容易搭建。上述优点使其与前人的方法相比具有一定优越性,在各向异性待测物的透射率测量上有一定实用价值。本论文工作运用数值模拟和光学实验验证所设计的测量方法的有效性,特别是利用四通道数字全息方法测量了多种样品的琼斯矩阵,其中包括加载不同灰度图片时的扭曲向列型液晶空间光调制器(twisted nematic liquid-crystal spatiallight modulator,简称TN-LCSLM)的琼斯矩阵,得到了其振幅调制曲线,并对该曲线做出了解释。该曲线可用于TN-LCSLM加载图片的灰度优化,从而获得更理想的振幅调制效果。与传统调制特性测量方法相比,四通道数字全息方法在保证准确率的同时,极大地提升了测量效率。