激光超声缺陷检测技术是利用激光脉冲对被测物体进行辐照,通过探测物体内部或者表面所产生的超声波信号变化来实现缺陷检测。激光超声检测是非接触检测,可消除因耦合剂引发的附加影响,适合恶劣环境下应用;其具有模式丰富、宽频带、信噪比高、应用场景多等优点,可以方便灵活地对不同形状物体进行无损检测。本文使用激光线源激发超声波,构建了激光线扫描检测金属表面缺陷的仿真模型,研究了激光线源在远场、近场激发表面波的特性,提出了缺陷位置的判断方法。通过仿真和实验,研究激光线扫描检测金属表面,并对钢轨R角部位缺陷进行了检测。本文主要研究内容如下:（1）利用有限元仿真软件COMSOL对热弹机制下的激光线源激发超声进行建模,研究了激光线源对金属激发超声表面波的传播原理,分析所激发超声波对表面缺陷的反射、透射作用,验证模型正确性。通过改变激光线源位置模拟线源扫描过程,分析不同激发位置处表面波的时域及频域特征,通过线源扫描到缺陷边界处所探测到的最大反射回波和透射回波可以较准确判断缺陷宽度。（2）探究了金属材料物体表面缺陷与表面波之间的相互作用,分析激光线源在远场、近场处对表面波的作用,通过改变探测位置、激发位置及缺陷尺寸大小研究其对表面波的影响;根据表面波信号峰峰值变化,提出了对缺陷大小的判断方法。提出了线源探针双移动对金属表面进行激发的方式,提高测量精度。（3）搭建了激光线扫描超声检测金属表面裂纹实验系统,采用线源激发,利用干涉仪检测的非接触式检测系统与超声探头检测的接触式检测系统同时采集超声信号,通过缺陷回波对试块表面缺陷进行定位。对不同深度及宽度的铝试块进行检测,计算得到缺陷位置与实际位置基本吻合,得出的实验数据与仿真结果相符,验证了实验系统对物体表面缺陷检测的有效性。通过移动试块,模拟探测点与激发点同时移动的扫描方式,该方式测量缺陷位置准确性更高。在对铝试块表面缺陷检测的基础上,应用在钢轨表面进行检测,利用激光线源在钢轨踏面进行激发以检测钢轨R角处缺陷,验证实际应用的可能性。