近年来,光声光热效应的研究越来越受到人们的重视,光声光热技术已被广泛地应用于物理、化学、生物、医学、农业、电子学和材料工程等领域,并且展现出更广泛的应用前景.作为一门处于发展中的新型学科,一方面光声光热技术有待开发新的应用领域;另一方面,光声光热技术本身仍需要不断完善和发展.该论文主要在发展新方法及应用方面开展如下一些工作:1.分别在真空和空气中对固体表面光热光衍射信号的频率响应进行了实验和理论研究.详细讨论了不同调制频率下,空气热透镜对两种有代表性的样品(热扩散系数比空气大的样品和热扩散系数比空气小的样品)信号的影响,首次从理论上成功地拟合了实验所获得的信号频响曲线.提出一个新的表征信号频特性的特征参量,纠正了国外学者的一些错误观点;2.提出了一种新的脉冲光声光热技术-固体表面的脉冲光热光衍射技术,建立了实验测量系统,并成功地观察到了固体表面的瞬态热膨胀过程以及激光超起现象.对热膨胀效应引起的探测光衍射现象进行了理论研究,阐明了该现象的物理机制.通过理论与实验结果的拟合,实际测量了黄铜和铝样品的热扩散系数,获得了满意的结果.与传统的方法相比,该技术光路简单、调节简便、不易受环境振动以及空气流动的影响,并具有宽频带、高灵敏度以及非接触式的"遥感"检测能力;3.提出了半导体表面的光热光衍射效应的三维理论.首次在理论模型中考虑了热弹效应、电子应变效应、空气热透镜效应和表面的光热光反射效应,详细讨论了这些效应以及材料电参量对信号的影响,澄清了前人在机理认识上的分岐.并进一步提出并讨论了优化光学系统、显著提高测量灵敏度的简便方法;4.提出动态半导体器件的非线性光声显微成像方法,并从实验和理论上研究了外加电场对半导体非线性光声效应的影响;阐明了电场对光声二次谐波信号的作用机理,详细讨论和解释了动态器件的非线性光声图像.与普通成像方法相比,动态非线性成像更有利于研究器件的工作原理和器件中的电场分布;5.根据以往的实验现象,从理论上研究了电场对半导体光声层析的影响,详细讨论了不同调制频率下,不同材料间光声层析的区别及其原因,阐明了电场中的半导体光声层析的机理.指出在电场的作用下,半导体的光声层析主要由热弹效应决定,光声信号可以非常灵敏地反映材料电参量的差异.