超声导波对结构内的细小损伤较为敏感，且传播过程中衰减较少，可传播的距离相对较长，已被广泛应用于无损检测领域。激光超声检测技术由于其具有非接触式激励、检测空间分辨率高等特点，已成为无损检测领域的热点话题。本文对基于激光超声技术的结构损伤检测方法进行了深入的探讨和研究。首先，完成了激光超声检测系统的设计和搭建，并对该系统的硬件构成、控制方式以及软件模块进行了深入的分析和研究。并对Lamb波的传播特性以及频散的特点进行了介绍，对相应的信号处理手段（基于多维傅里叶变换的频率波数域分析和小波变换）进行了探讨和研究。其次，分析Lamb波的传播状态与损伤之间的关系，将其概括为四种简化情况，并以此为据，分别利用Morlet复数小波变换和频散补偿能量聚焦的方法，从两个不同的角度分析信号并提取信号特征，实现对铝板内模拟损伤的定位成像。最后，利用高分辨率的激光超声检测，实现了铝板中Lamb波波场的可视化。使用基于频率波数域过滤的方法从波场中提取出损伤反射波，并对这种波场分离方法存在的缺点进行分析，提出优化方法。利用波场中相邻两时域信号时间匹配后做差以弱化入射波，之后使用频率波数域分析方法对波场进行二次过滤，实现了提取出的损伤反射波波场清晰程度的提高。