激光超声技术作为新兴的无损检测手段,拥有传统检测技术无法达到的优势,因而在工程机械、航空航天等领域得到了快速的发展。要加快激光超声检测技术的应用,有必要对激光超声的激发和传播过程进行深入研究,提高超声的激发效率,使其满足广泛应用于日常领域的要求。为此,本文开展了以下工作:基于有限元的方法,建立了点光源在金属铝板表面激发超声并在其内部传播的物理模型,并进行了完善的数值模拟。对点光源激发出的超声波场特性进行了分析,总结了超声波在场中的分布情况,并验证了模型的正确性。基于热弹耦合原理和有限元方法对环形光源在铝板表面激发超声并传播的物理模型进行了数值仿真,得到了环形光源激发出的超声全场波形。对环形光源和点光源的激发模型进行了比较,以环形光源中心轴上的叠加波为研究对象,发现环形光源相较于点光源可有效提高超声的激发效率。对不同光源参数调制下的环形光源激发模型进行了仿真,总结了超声信号随激光参数变化的定量关系。通过在模型中加入缺陷使超声信号产生了强度变化,证明了环形光源激发出的叠加横波应用于检测领域的可行性。对超声波和缺陷之间的作用方式进行了研究,提出了一种利用环形光源双面扫描进行样品内部缺陷检测的方法。将超声信号受缺陷影响的变化方式与缺陷的位置和尺寸信息建立联系,分类讨论并总结了二者之间的作用规律,基于此实现了对物体内部缺陷的测量和定位。对内部预设缺陷的样品进行了模拟检测,证明了此种方法应用于缺陷检测的可行性,为环形光源激发超声应用于缺陷检测提供了理论依据。