随着科学技术的发展和工业的进步，材料在许多行业中需求越来越高，对材料在长期服役的过程中的结构健康状况尤其关注，因此研究损伤检测技术用于材料结构的健康监测，意义重大。作为损伤检测的重要方法之一的声波检测技术具有面积大、速度快和探测精度较高等优点，已被广泛应用于材料的损伤检测，但由于声波检测所使用的换能器性能不够高，影响探测精度，而光学测量方法的空间分辨率高、可检性与可达性好，恰好可以弥补这一缺点，故光学检测与声波进行融合的无损检测方法日益受到重视。本文以光纤检测系统为例分析了强度、相位和波长调制的光学检测方法原理，同时分析了3种调制原理的光学方法获取薄板结构中传播声波的原理。分别设计构建了不同调制原理的光纤式声波检测系统，包括声激励模块、光纤传感模块、信号采集与解调模块、计算机分析模块。应用构建的系统分别进行了实验，其中，通过施加铅笔断芯和正弦激励信号，光强调制光纤式声波检测系统的光学响应灵敏、信噪比高、抗干扰能力强，但信号的幅值较小；相位调制光纤式声波检测系统的光学响应快、精度高、信号幅值大，实现了非接触式扫描检测，但抗相位干扰能力要求高；并且对两种系统进行加窗正弦激励信号的实验，研究了不同材质、种类、参数和激励频率对信号的影响。针对波长调制光纤式声波检测系统的光纤光栅，首先进行了静态载荷下的验证实验，获得了光纤光栅布设位置和材料损伤特性的规律，接着进行了光纤光栅的高频信号传感实验，可以响应30kHz频率声信号，表明该系统适用于高频的传感。研究表明，融合了光学方法的声波检测技术具有高灵敏度、高精度、适用性广的特点。