激光超声技术是无损检测研究领域比较活跃的前沿课题,是利用激光来激发和检测超声的一门新兴的检测技术,被广泛应用于无损检测领域。本文从理论上介绍了热弹机制和烧蚀机制下激光产生超声的方法,概括了基于干涉法和非干涉法的光学检测超声技术,并且讨论了传统激光检测超声系统的不足。本文提出了一种带有光折变晶体校正波前的双波混合干涉装置,该装置利用了光折变晶体形成的动态全息光栅对信号光和参考光的波前有实时补偿的作用,能极大的消除外界低频噪声对探测信号的干扰。在此基础上设计了一套带有线偏振光的激光超声检测装置,与一般的干涉装置相比,该检测装置可以防止回馈光对光源的干扰,消除杂散光对干涉的影响,有效的提高了系统的光能利用率。在探测金属内部缺陷实验中,将一套光外差检测系统与本文的双波混合干涉系统进行实验比较。利用这两套系统分别对同一试样进行了有缺陷和无缺陷的探测,从实验结果分析得到双波混合干涉系统探测的误差率为1.67%,而光外差探测系统的误差率为11.5%。与光外差探测系统相比,双波混合干涉检测系统具有探测精度高、抗噪声能力强、探测灵敏度高等特点,而且系统结构简单、携带方便,将成为无损检测中重要的检测装置之一。本文采用双波混合干涉系统对20#钢的表面波传播特性进行了研究,考虑到表面波传播的复杂性,采用有限元数值模拟和实验探测相结合的方法研究了它的传播特性。首先对直裂纹和斜裂纹进行了模拟,得到了不同类型裂纹的反射波传播情况,在此基础上,对深度不同直裂纹的透射波和相同深度不同接收点的反射波的传播情况进行了模拟;接着利用双波混合干涉系统对模拟的不同类型的缺陷、不同深度的缺陷和不同探测点接收的表面波进行了探测,实验结果与模拟的结果基本吻合。通过分析数据得知了反射波幅值会随缺陷倾斜角的增加而减小,透射波截止频率会随缺陷深度的增加而减小,此外得知了缺陷位置与回波时间的关系,这充分证实了激光超声系统能对表面缺陷进行定性、定量和定位探测。