文献综述
1. 研究背景及意义
随着各行业的快速发展，现代金属材料被广泛应用于航空航天、医学、国防研究等领域，由于金属工件大多工作在高温高压、腐蚀等极端环境下，因此对金属材料的品质以及制造工艺的要求越来越高。因为长期处在极端环境中，金属工件在长期使用后极容易出现表面缺陷，并且随着时间推移缺陷可能会往工件内部发展，导致工件的性能急速下降，甚至导致报废，对整个工作系统造成损害，因此在不破坏金属工件的前提下对金属工件的质量检测至关重要。目前，主流的无损检测技术为超声检测技术（UT）[1]、射线照相检测技术（RT）[2]、涡流检测技术（ECT）[3]、渗透检测技术（PT）[4]、以及磁粉检测技术（MT）[5]，并且已广泛使用于各行各业的工业生产当中。超声检测技术利用了声波在材料内部传播时会在缺陷处发生反射、折射、散射或衰减等现象来检测缺陷，通过分析声波的状态变化与缺陷之间的关系，可以检测出材料中的孔隙、裂纹以及夹杂等缺陷。
激光超声检测方法采用脉冲激光或调制激光照射样品，由于热弹效应或融蚀效应，部分激光能量转换为热能，再转化为机械能，从而产生超声波，因此激光超声产生超声的方式是非接触的。激光超声技术发展初期，通常采用A型超声成像技术处理接收到的超声脉冲。随着计算机技术的快速发展，A型成像技术已不能满足需求，人们需要更直观、准确地观察到物体内部结构的成像技术。激光超声技术在成像方向的发展产生了激光超声可视化检测技术，该技术是激光超声技术与超声波成像技术的结合，利用激光激发超声波并将超声波的传播过程可视化成像，通过成像结果观察超声波传播过程的变化，从而直观地检测出待测件表面或内部的缺陷。
2. 国内外研究现状
声表面波（surface acoustic wave，SAW）首先由Lord Rayleigh提出，这是一种在半无限弹性固体介质自由表面上产生并传播的机械波，其离面位移随深度成指数衰减，其能量主要集中在表面附近波长范围区域内，因此声表面波对材料的表面性质比较敏感，特别适合对材料表面力学性质的评估，也可以用于表面裂纹的检测等[6]。
早在二十世纪九十年代，日本科研人员便展示了一种激光超声成像技术[7]，其利用激光激发超声，并对待测件进行扫描，通过对接收到的信号进行处理，得到超声的传播图像，反映物体上超声的传播情况，实现缺陷检测可视化。我国最早研究激光超声可视化技术的单位是西安金波检测仪器有限责任公司，其研制出的激光超声波可视化检测仪，填补了国内激光超声可视化领域的空白，并在航空航天、化工、电子等行业领域广泛应用[8,9]。
激光超声探测技术主要分为接触式和非接触式两大类。接触式激光超声探测技术必须和待测物体表面接触、或利用耦合剂耦合以间接方式与待测物体接触，这使得检测领域受到很大限制，这种探测方式主要用于早期的激光超声探测[10-12]。
为克服接触式激光超声探测方法的局限性，非接触式探测方法应运而生，主要分为电学探测法和光学探测法两种。电学探测法主要为利用空气耦合式超声换能器[13]、电磁声换能器[14]和电容式换能器[15]探测超声。光学探测法则利用激光探测超声波，其中又分为干涉法和折射法（非干涉法）。干涉法主要有零差干涉测试技术、光外差干涉技术、时延干涉技术、法布里-珀罗干涉仪和双波混合干涉仪等，主要利用了激光的相干性好这一特点。非干涉法主要包含光偏转技术、表面栅衍射技术等。非干涉法探测超声主要利用超声传播到探测位置处，引起被测物体表面的形变或折射率发生改变，导致反射光角度或强度发生改变，从而实现超声探测。
3. 激光超声可视化及动态成像问题
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