航空（天）器、运载火箭、高速铁路、海洋钻井平台、风电设施等大型工程设施在其长期运行过程中受到外界（环境/载荷等）作用，易产生腐蚀、疲劳、裂纹等损伤，损伤的累积将导致工程设施产生故障，甚至诱发重大事故。为保障这些工程设施的正常运行，工程技术人员必须定期地对其运行状态进行实时损伤诊断和健康评估，报告其性能退化并及时给予维护，以确保设施系统的安全运行。研究开发能够对结构损伤及整体性能进行快捷、精确地在线诊断评估先进理论及相关技术，为各类的大型工程设施、关键设备、工程结构的长期正常运行提供安全、可靠性保证，具有十分重要的科学意义和工程应用价值及前景。

相比于现行的诸多结构损伤检测理论及方法，基于高频超声导波的结构健康监测（Structural       Health Monitoring，SHM）/无损检测（Non Destructive Evaluation，NDE）方法具有传播和探测距离远，对被测结构中微小损伤敏感等优势，对梁、板、管等结构单元的损伤检测精确性较好。然而，大型工程设施中广泛构建有复杂材料结构，超声导波沿复杂材料与结构的传播过程中将会在结构内界面及损伤处出现反射、散射及模态转换，呈现出多模态及色散特性；现有常规成像方法的成像精度还受到瑞利衍射极限的限制；以及高时间、空间分辨率的超声导波场采集过程中测点数量庞大，测量过程耗时，且采集得到的海量数据对给数据存储、传输和分析带来的巨大挑战等，这使得基于超声导波的SHM/NDE方法对结构健康状况评估仍然面临着很大挑战。

目前应用超声导波SHM/NDE方法获得结构整体完整性及其局部损伤的详细信息，在其检测系统中必须集成用大量导线相连接的传感/驱动网络，这将极大地增加SHM/NDE检测系统的复杂性和维护成本。本项目基于多普勒效应，应用非接触式激光测振技术不仅能够测量结构表面的位移/速度，且能够精确记录超声波形。我们构建了基于激光多普勒测振仪的非接触式波场传感平台,研究特定导波场的驱动（激励）策略及其传播特征、导波与损伤相互作用的物理过程及微弱损伤特征信号的提取和高精度与高分辨率的损伤成像算法、阵列阵型的优化布置方案、构建接触式阵列驱动/传感与非接触激励/接收的损伤检测实验平台等，构建了具有导波色散去除的自适应波束成像PAS全域损伤检测模块、研制OPCM驱动/SLDV传感的全域/局部损伤扫描检测模块、构建了非接触激光激励/SLDV列阵的快速全波场损伤检测模、针对复杂金属、复合材料结构损伤，构建了大型复杂结构损伤检测平台。