近年来,随着各种超精密及微细加工技术的不断发展,对表面形貌测量技术的要求也越来越高。因此涌现出了大量的测量方法,在这些众多的测量方法中,数字全息技术以其高精度、非接触、实时等测量优点得到了广泛的应用。本文在传统数字全息术的基础上,研究了将双波长技术与传统数字全息技术相结合而成的双波长数字全息技术,并将其应用于物体的表面形貌测量。传统数字全息术在进行数值再现时,若光波经过物体后的最大光程差大于记录波长,就会产生包裹相位,要还原物光波的真实相位信息,就需要进行解包裹处理。该过程通常比较复杂,而且容易引入未知误差,影响测量精度,尤其是对结构复杂或表面梯度较大的物体的测量。而双波长数字全息术由于引入了较大的等效波长,使得波长的范围得到很大的扩展,从而可以直接得到物体的真实相位分布,不需要通过传统的复杂的解包裹算法处理,扩大了测量范围。本文围绕使用双波长数字全息技术对物体的三维形貌进行测量展开研究,主要工作有:1.分析了数字全息的基础理论知识,并在此基础上提出了双波长数字全息术的基本理论以及该技术在形貌测量方面的优点;2.建立数学模型,对双波长解包裹技术进行了模拟仿真,验证了双波长数字全息的可行性和有效性;3.搭建了离轴数字全息记录光路,分别对透射型和反射型物体进行了测量,并通过对测量结果的分析,得出所测量的参数均与标准值具有良好的一致性。进一步验证了该方法的可靠性;4.对测量时由于激光器的波长漂移而引起的误差进行了详细的定量推导分析。