碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)是一种高强度、重量轻的新兴材料,被广泛应用于航空工业、制造业等领域。碳纤维复合材料在制造及服役过程中会产生脱粘、分层等缺陷问题,为了保证工件质量,光激励红外热成像(Optical Infrared Thermography,OT)无损检测技术被广泛应用于复合材料缺陷检测,其具有检测面积大、成像速度快、操作简单等优点。不同激励信号代表不同的激励模态,本文研究了多模态激励的光激励红外热成像无损检测技术,包括现有的脉冲红外热成像(Pulse Thermography,PT)、锁相红外热成像(Lock-in Thermography)两种激励模态,以及脉冲压缩红外热成像激励模态。本文研究了复合材料无损检测研究现状,分析了光激励红外热成像无损检测技术理论基础,讨论了光激励红外热成像无损检测系统组成。简介了系统各组成部分选型标准,为实验平台搭建提供了理论依据。制备了多尺寸、多类型的标准试件用于实验验证,以保证实验结果的可靠性与鲁棒性。为了研究不同激励模态对实验结果的影响,本文在确定了最优参数的基础上,选择了平板试件与R区试件作对比。对比了两种常用激励模态方法:脉冲红外热成像与锁相红外热成像,结果表明两种方法均能检出缺陷,脉冲激励速度更快,锁相激励热对比度更高。为了提高原始数据的信噪比及热对比度,论文提出了一种新的激励模态方法:参照脉冲压缩红外热成像技术(Pulse-Compression Thermography,PuCT),该方法相比于脉冲热成像方法,能够有效降低背景噪声,提高检测灵敏度。本文主要创新点如下:(1)创新性地搭建了两种新型光激励红外热成像检测平台,提高了系统光照均匀性及适应性,能够适应不同检测环境;(2)创新性地提出了一种新的激励模态检测方法:基于卤素灯的参照脉冲压缩红外热成像无损检测方法,该方法使用了参照先验并融合编码脉冲压缩激励,突破深层缺陷检测灵敏度与分辨率;(3)完成了多模态激励的光激励红外热成像无损检测技术研究,通过理论分析及实验对比,验证了脉冲激励模态、锁相激励模态和参照脉冲压缩激励模态的优缺点。对比结果表面参照脉冲压缩激励模态检测效果优于脉冲激励模态。