激光超声由于具有非接触、可达性好、频带宽、易于实现自动化检测等突出优点,被视为一种非常有发展前景的新型超声无损检测技术。但目前激光超声也存在热弹模式下信号弱、信噪比较低、对材料内部缺陷检测困难等,大幅度限制了其工业应用。为有效克服激光超声检测技术目前存在的主要问题,本文研究了基于时空调制的增强型激光超声检测方法,通过数值模拟和实验研究了两种激光调制模式下超声波的分布和传播特性。探究了其对材料内部缺陷的检测能力,具体包括:(1)研究了一种基于空间调制的弧线形激光激励超声点聚焦方法,建立了二维轴对称激光超声数值计算模型,探究了弧线形激光激发超声波的声场分布特点,并通过实验进行了验证,最后采用所提出的弧线形激光激励超声聚焦方法对试件表面和底面缺陷进行了检测,结果表明,这一方法能有效地提高对不同种类缺陷,特别是小尺寸缺陷的检测能力和空间分辨率;(2)研究了一种基于光纤束阵列传输时空调制的相控阵激光超声增强方法,设计并制作了一种光纤束阵列及聚焦镜头,光纤束由7根芯径0.4mm、长度3米到93等差排列的高能硅-硅光纤构成,7根光纤在光纤束的输入端成同轴圆形排列,在其输出端成线性排列。脉冲激光通过光纤耦合器导入光纤束中,激光通过光纤束和聚焦镜头后在试件表面形成7个等时间间隔的线型相控阵列激光束,由各个激光阵列元所激发的超声波将在特定方向叠加增强,最后利用该阵列激光超声对试件底面裂纹进行检测实验。数值模拟和实验结果表明,该方法能实现激光超声体波在特定方向的增强,显著提高对内部缺陷的检测能力。