基于热弾方程,通过对激光与材料相互作用的温度场和应力场的分析,研究激光作用于铝板表面激发超声波的物理过程。研究表明,激光激发的超声Lamb波具有不同的模式。金属板材内部由于疲劳会产生弹性模量的变化。Lamb波在经过不同的弹性模量部分板材时,接受得到的Lamb相位发生变化。通过接收得到的Lamb的相位变化可以反演得到板材内部的疲劳程度,达到无损检测的目的。不同模式下Lamb波对于弹性模量变化的敏感程度不同,反演得到的金属疲劳的情况也不同。为了研究Lamb波各模式的成像质量,对Lamb波传播特性进行理论计算与仿真成像实验。研究表明,高阶模式Lamb波的相速度相对于弹性系数的变化比零阶模式的敏感,且高阶模式成像拟合的圆半径与实际半径均方差较小,即成像质量优于零阶模式。因此,采用高阶模式进行成像分析,其成像质量要远优于当前常用的零阶模式。