针对半空间基底-镀层结构，利用两次傅立叶变换导出了脉冲激光激励的镀 层表面法向位移解，并利用逆傅立叶变换得到了时域上镀层表面的瞬态响应。在 此基础上，计算了镀层材料参数变化对波形以及频散曲线的影响。同时，利用有 限元方法模拟了镀层圆柱系统中的声场，讨论了镀层材料参数变化对波形以及频 散曲线的影响。计算表明：在镀层结构中，镀层材料参数变化对系统频散特性和 脉冲源激发的声场有显著的影响。 为简化特征方程求解，利用摄动理论，导出了半空间及圆柱系统中镀层的一 阶、二阶声阻抗，并由此导出了镀层系统表面波传播的摄动特征方程。计算结果 表明：对于摄动近似计算，在频厚积较小的范围内，系统频散的摄动解与精确解 非常接近。 采用全局优化算法—模拟退火算法(S.A)，基于系统的频散曲线开展反演工 作。为了验证算法的有效性，采用正演模拟得到的瞬态信号进行频散估计，用 S.A算法反演了镀层的材料参数。讨论了在不同的频厚积范围内镀层参数的反演 精度，表明算法是有效的。在频厚积较小时，对频散曲线采用摄动近似计算，使 反演速度大大提高。 为了验证理论分析结论，开展了实验研究。制作了不同规格的镀层平面及圆 柱试样，在激光超声系统上进行了激励与检测实验，并对实验波形进行了频散估 计及反演计算。结果表明：反演得到的镀层材料参数与其真实值的误差是可以接 受的。 关键词：镀层材料、摄动方法、模拟退火、反演、表面波、声场、有限元分 析、激光超声