随着材料科学的迅速发展，表面具有各种特殊性能的薄膜涂层材料在工程中得到广泛应用。在薄膜材料产品设计和质量检测中，涂层材料特性可作为选材标准和评价指标，测定涂层特性有很大的工程实用价值；另一方面，薄膜涂层形成过程中萌生的各种界面缺陷是导致涂层材料的动、静态破坏的主要原因，准确识别和定量检测界面缺陷是进行薄膜材料寿命评估和失效分析的基础。 利用超声表面波进行涂层材料参数的检测和界面缺陷定征是目前无损检测领域研究的热点和难点。表面波在薄膜涂层的检测领域具有其独特优势，它在传播方向上衰减小，传播范围广，携带的信息量大，频散特性与涂层材料性质密切相关。因此，有必要对表面波在薄膜涂层材料中的传播特性作深入的研究。 本论文的研究工作分为三部分：（1）研究界面完全结合的薄膜涂层材料中广义瑞利波的传播，分析了涂层材料特性对频散特性的影响；（2）基于广义瑞利波的相速度频散方程，研究超声表面波测定涂层特性的反演算法。（3）提出利用激光脉冲载荷产生的表面波对涂层材料的界面裂纹进行无损检测，并通过有限元分析验证其可行性。 第一部分建立了薄膜涂层材料中广义瑞利波传播的理论分析模型，结合波动方程和边界条件推导了波的频散方程。然后着重分析了涂层材料特性与相速度频散的内在联系，并在算例分析中针对不同的涂层基体组合情况，给出了广义瑞利波的相速度、群速度以及波场的位移和应力精确解。 第二部分基于涂层结构中表面波的频散方程，引入涂层厚度、材料常数和表面波频率等作为变量的目标函数，提出了一种从表面波相速度频散数据反向计算涂层材料参数的方法。通过数值算例验证该方法的可行性，采用相速度频散数据的多阶模态进行反演的方法，解决了涂层特性反演中存在的多值性问题。 第三部分基于薄膜涂层材料中波传播的模型，提出在涂层表面施加激光脉冲，激发表面波，测得涂层表面各点的动态特性，结合波形分析技术进行界面裂纹的无损检测，并通过有限元法验证可行性。