针对带筋构件R区多类型缺陷的快速检测和精确识别等难题，提出基于分布式激光超声的带筋构件R区缺陷检测和分类识别方法。通过建立有限元模型研究了激光超声在带筋构件中的传播规律及其与R区表面裂纹、近表面气孔等缺陷的相互作用机理，进而设计制作了含典型人工缺陷的6061铝合金带筋构件试样，开展激光超声检测实验。实验获得的缺陷时域信号与B-scan特征图像及仿真结果一致，基于反射与衍射原理实现了对带筋构件R区缺陷定位与定量检测，从而验证了所提分布式激光超声检测方法的可行性，为带筋构件制造缺陷的快速检测和分类识别提供了新思路。

在忽略尺寸激光激励下的超声回波路径分析的基础上，通过设置不同直径的光源对不同厚度的1060铝合金平板进行激励，并在对侧接收信号，获取各次回波达到时间和幅值，用于分析不同尺寸光源激励下的激光超声各次回波传播路径及声场指向性规律。结果显示，在波形混叠处，纵波被淹没在横波内，到达时间难以提取，而横波的到达时间会向前移，偏离理论到达时间，若忽略波形混叠的影响，给出的各次回波到达时间扩展公式的理论值与实验值之间的最大误差不超过0.1 μs；通过分析幅值分布情况可以看出，直径≤0.1 mm的激励源可以产生指向性较好的横波声场，而增大激励源直径，纵波声场指向性变好，横波幅值逐渐向法线方向移动，但当直径增加到一定程度，两者声场都会受到热弹效应的影响而向两边扩散。研究结果表明，在实际应用中可针对不同的检测需求选择合适的光源直径。

光纤超声波传感器是一种利用光纤作为敏感探测单元的微巧声波传感器。相比于传统的电磁类超声波换能器，光纤超声波传感器具有灵敏度高、频带响应宽、体积小巧、抗电磁干扰等优越性，已广泛应用于**安全、工业无损检测、生物医学成像、地震物理模型成像等领域，在不同的生产与生活中均备受关注。本文主要综述了光纤干涉型和光纤光栅型等几种典型的光纤超声波传感器的传感机理和发展现状，并针对地震物理模型超声波成像技术，对比展示了常规的电声换能器、新型的光纤超声波传感器以及新兴的激光超声波技术的研究进展，阐述了其中存在的科学技术问题与挑战。

激光超声检测技术由于其非接触、高灵敏度和高空间分辨率特点，在无损检测领域具有广阔的应用前景。但其在高空间分辨率下进行大面积扫查需要花费较长的扫描时间，实用性受到制约。针对上述问题，文中提出使用二分搜索方法提高了检测速度，并使用压缩感知算法将所探测到的激光超声信号表示为小波基的线性加权组合，最终从二分搜索获得的较少实测激光超声信号中还原出整个待测范围内的信号。进一步，搭建了内部缺陷的激光超声扫描检测装置，使用脉冲激光实现超声的激光激发，多普勒测振仪实现超声的非接触探测，通过固定激发探测距离移动样品的方式实现了基于二分搜索和压缩感知的激光超声内部缺陷快速检测。文中提出的技术不但具有非接触、高灵敏度和高空间分辨率等激光超声的特点，还能提高检测效率。实验结果表明，在120 mm×30 mm×8 mm的铝板上确定缺陷位置需6 min，相比于逐点扫查需要14 min，缩短了体内缺陷定位所需要时间。