1.1  本文的研究背景及意义

粘接结构由于具有比强度、比模量高，抗疲劳和减震性能优越等特点，已经广泛使用在航空、航天和军工等领域之中。粘接有诸多的优越性，如施工方便、联接应力分散、对粘接体本身要求低，适用面广等。通常情况下，粘接的效果由粘接剂的成分设计、工艺设计等决定。但是由于粘接工艺等原因可能产生缺陷，如粘接不良、气孔、局部脱粘等，这些粘接缺陷严重影响了粘接结构的完整性。目前，超声检测已经成为粘接结构无损检测应用最为广泛的技术之一。现在，除了传统的超声检测方法和信号分析与处理技术外，许多新的超声检测方法与现代信号处理技术被越来越多的运用到了粘接结构的无损检测与评价中，对于多层结构的无损检测与评价技术研究正逐步开展起来。

在无损检测中，超声检测以穿透力强、灵敏度高、对人体无害、轻便和技术成熟等优点而得到了广泛的应用，尤其适用于一些恶劣环境，如高温、腐蚀、辐射及具有较快运动速度的被检件 [1][2[3][4]。所谓超声检测技术，就是利用超声波在介质中的传播特性(声速、衰减、反射、声阻抗等)来实现对非声学量(密度、浓度、硬度、温度、流速、流量、液位、厚度、缺陷等)的测定。

激光超声学是利用激光来产生和检测超声，并开展超声传播研究和材料特性无损评估的新兴交叉学科。与传统的压电换能器技术相比，激光超声最主要的优点是非接触检测，可用于各种较复杂形貌试样的特性检测，加上它又是一种宽带的检测技术，并能用光波波长为测量标准而精确测量超声位移，所以是一种极有应用前景的新的无损检测技术。

1.2  粘接结构界面性能检测的国内外研究进展

1.2.1  超声脉冲回波法

1.2.2  板波诱发波

1.3  激光超声技术的研究现状

1.3.1  激光工作原理

当激光的能量聚焦照射到弹性材料表面时，部分会转移到材料本身并以热能和应力波动能的形式表现出来。通过改变激发激光的几何形状可以控制能量在材料中的分布以及对材料的影响。激光超声就是利用高能激光脉冲与物质表面的瞬时热作用，通过热弹效应（少数情况是热蚀效应）在固体表面产生应变和应力场，使粒子产生波动，进而在物体内部产生超声波。

根据入射到物体表面激光能量的不同，激光脉冲在物体表面产生的这种热效应可分为热弹效应和热蚀效应两种。在较低的吸收率下，表面吸收的热量不超过其融化温度，产生的是短时膨胀过程，与该膨胀相关的应力波绝大部分在弹性范围内，该方式称为热弹效应。在高能作用下，物体的温度升高，超过了其蒸发温度，产生烧蚀现象，使材料表面气化，形成等离子体，于是有一垂直表面的反作用力作用在表面，形成弹性波源，该方式称为热蚀效应。在热弹性区，激光产生的应力波大小与吸收光的能量呈正比，对于均匀能量分布，可用一维模型描述激光束在材料表面产生的应力，其在材料表面产生的应力-应变与材料表面吸收的激光能量呈正比。源[自[优尔``论`文]网·www.youerw.com/

当激光入射到材料上时，所产生的超声波以不同的类型传播出去，主要有纵波、横波和表面波。影响超声波传播特性的因素很多，主要有材料对激光光能量的吸收程度、材料的热传导特性、激励激光的频率、材料表面的光滑程度等。

1.3.2  激光激励技术

主要的激光超声激励检测方法可分成三种方式：

第一种是激光激励和激光接收方式。即利用激光脉冲与试样表面瞬时作用产生超声波，用光学法接收来自被检测材料内部的超声信号。光学法检测超声又分为两大类：一类是光学非干涉法，如狭缝法、刀刃法等；另一类为光学干涉法，主要包括外差干涉法、差分干涉法和多光束干涉法等。