本文采用有限元方法分别对单脉冲线源和激光阵列源各自作用时声表面波的产生及其与表面缺陷和亚表面缺陷间相互作用的物理过程进行模拟,并在此基础上开展应用激光阵列源检测金属铝板内部缺陷的研究。从激光超声的激发机制出发,分别介绍声表面波的基本性质和激光声表面波常用的检测方法。随后重点讲述脉冲点源、线源和激光阵列源分别作用于靶材上时激发超声波的解析模型,分析三种模型各自的特点,为进一步的理论研究奠定基础。基于平面应变的弹性理论,分别建立单脉冲线源和激光阵列源辐照金属铝板激发声表面波的有限元模型。分析模拟结果得出阵列源激发出声表面波幅值与阵列元数目成正比例关系,且十元阵列激发出声表面波的幅值增益约为单线源时的10倍。通过对阵列参数变化对声表面波影响的分析,得出:阵列元线半宽减小会使其激发出声表面波的幅值增强,频宽增大;时间延迟减小时,可以获得窄带且方向可调的声脉冲。单脉冲线源和激光阵列源分别作用时,对声表面波与表面缺陷和亚表面缺陷相互作用的物理过程进行数值模拟,并讨论缺陷特征(深度和宽度)对声表面波信号的影响。在此基础上通过对激光阵列源时间延迟适当地调制,控制纵波束能量的传播方向,应用纵波检测铝板的内部缺陷,并给出在铝板下表面各参考点处接收到的垂直位移信号的变化规律。明确了激光阵列源是为在热弹机制下提高系统信噪比,以及实现对材料内部区域的扇形扫描而设计的。本文的研究结果为激光声表面波的理论和数值模拟,以及开展应用激光阵列源用于提高系统信噪比和检测固体内部缺陷的研究提供了理论依据。