碳化硅以其优异的物理和加工性能,逐渐成为空间光学系统中反射镜首选的轻量化光学材料。在碳化硅的制备和加工过程中引入的亚表面缺陷会影响反射镜的质量和光学系统的成像性能。针对此问题,本文利用光热辐射检测技术这一无损检测技术,对碳化硅材料的亚表面缺陷进行了表征。（1）建立了基于样品尺寸相对于光斑半径无限大的三维单层光热辐射理论模型,以及含平行于样品上下表面的缺陷层的三维三层光热辐射理论模型,推导了各自的光热交流温升分布及光热辐射信号在频域内的理论表达式。（2）利用数值仿真分别对所推导的单层理论模型与三层理论模型的信号进行了模拟研究,分析了样品参数、缺陷尺寸信息对信号频率分布特性的影响。通过比较不同缺陷深度的相位差-频率曲线,归纳出利用特征频率（曲线极小值点、一阶导极值点对应的频率）估算缺陷深度的经验方法,在一定深度范围内其理论误差不超过15%。这也为攻破光热辐射检测技术亚检测材料亚表面缺陷的定量分析这一难点提供了新思路。（3）利用单点光热辐射检测系统对两块碳化硅样品的热参数进行了测量,检测了其中一块含亚表面缺陷的样品,得到其缺陷区域在不同频率下的信号空间二维分布以及区域内各采样点的扫频信号曲线。利用两种经验方法对采样点的缺陷深度进行了估算,深度分布与实际情况较为一致,最接近理论条件的中间位置的采样点的误差分别为35.3%和19.36%。实验和计算结果表明,光热辐射检测技术能够检测碳化硅的亚表面缺陷。此外,对于界面相对平坦的亚表面缺陷,可以通过开发的经验方法精确确定缺陷深度。