数字全息成像具有全场、快速、非接触、三维成像等优势，广泛应用于生物医学和材料科学等领域。《数字全息成像的空间带宽积优化与扩展》针对数字全息成像的空间带宽积优化与扩展方法展开系统研究，内容主要包括： 1. 针对衍射数值计算问题提出了按需采样的计算策略，并使用非均匀傅里叶变换与chirp z变换建立了准确、灵活、快速的通用衍射计算框架，为数字全息成像提供了有力的算法工具。 2. 基于光栅调制与角度复用，在不增加系统复杂性的基础上，将单幅离轴全息图的空间带宽积利用率提升为原来的3倍。 3. 基于稀疏性约束的迭代优化算法成功解决了同轴数字全息的孪生像干扰问题。 4. 基于相空间分析，定量研究了空间带宽积的空频分布特性，并提出了基于相空间合成的高空间带宽积成像方法，实现了数字全息成像系统视场和分辨率的同时扩展。 《数字全息成像的空间带宽积优化与扩展》重点研究了相空间这一工具在数字全息成像空间带宽积的分析与扩展上的强大之处，同时针对数值衍射计算中采样问题进行了系统研究，发展出了多种适用于不同需求的衍射计算方法。《数字全息成像的空间带宽积优化与扩展》可作为数字全息成像与衍射计算相关领域研究人员的参考书。

张文辉。2012年考入清华大学精密仪器系，2016年本科毕业获得工学学士以及法学学士学位（第二学位）。2016年免试进入清华大学精密仪器系攻读博士研究生学位，导师金国藩教授，2021年毕业获得清华大学工学博士学位。在校期间，获得国家奖学金、西南联大奖学金、国家基金委公派出国留学、精密仪器系学术新秀、清华大学优秀毕业生、清华大学优秀博士毕业论文等荣誉。

导师序言 数字全息技术可以记录并重建物体光波的整个波前信息，在定量相位成像、三维形貌重建和高分辨率显微成像等领域具有广泛的应用，本书围绕数字全息成像的空间带宽积优化和扩展问题展开研究工作，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。 本书的创新点为： 基于相空间的空频域联合表征建立了一套衍射数值计算的分析框架，并针对性地提出了自适应带宽扩展角谱衍射算法，实现了准确、快速、灵活的衍射场计算。针对离轴数字全息空间带宽积利用率低的问题，提出了基于光栅调制的角度复用数字全息方法，在不增加任何负担的情况下将空间带宽积的利用率提升为原来的3倍。针对同轴数字全息的零级与孪生像干扰问题，建立了信号像、孪生像与零级的点扩散函数模型，利用基于稀疏约束的优化方法消除了干扰。针对单幅全息图空间带宽积受限问题，提出广义的基于相空间合成的高空间带宽积的数字全息成像技术，实现了分辨率和视场的同时扩展。 本书作者数学与物理基础较好，他使用数学与物理方法分析了数字全息的空间带宽积的优化与扩展，并通过理论建模、数值分析与光学实验，有效地提升了数字全息的成像效果。 本书可作为数字全息成像与数值衍射计算相关领域研究人员的参考书籍。 金国藩 清华大学精密仪器系 2022年3月