无损检测（NDT）指一组旨在评估材料、部件或系统性能而不造成损伤的方法，确保被测对象保持完全完好且功能正常。

光学科学的进步极大提升了无损检测技术。激光、透镜和光纤等工具提供了非接触式、高灵敏度的解决方案，且能有效抵御电磁干扰。

例如，基于光纤的无损检测技术采用光纤布拉格光栅（FBG）等传感器检测并传输光信号。这些传感器能测量应变、温度和振动，适用于桥梁、管道和飞机等关键结构的实时监测。

基于激光的方法

激光超声技术

激光超声技术是一种无需物理接触即可在材料中产生并检测超声波的方法。该过程依赖于脉冲激光通过热弹效应引发局部快速加热，从而导致热膨胀并产生弹性波。这些波在材料中传播时，会在边界、缺陷或内部结构处发生反射或散射。

另一台激光器（通常与干涉仪耦合）测量这些波引起的表面位移，从而精确绘制亚表面特征图。

该方法适用于传统接触式检测技术难以实施的复杂材料与结构检测。 在航空航天领域，激光超声技术用于识别飞机机身、机翼及发动机部件内部的裂纹、分层及其他亚表面缺陷。该技术同样应用于制造业，用于生产过程中验证焊缝、复合材料及金属结构的完整性。

激光超声检测在高温或运动部件检测中尤为实用，且不影响部件功能。尽管其能高精度检测亚表面缺陷，但存在设备成本高昂、装置复杂、需专业人员准确解读数据等挑战。

Litron LPY系列

Litron LPY系列是高能量与超高能量调Q Nd:YAG激光器产品线，基于模块化殷钢框架平台设计，具备优异的稳定性和灵活定制能力。该系列提供多种谐振腔配置，覆盖从单棒振荡器到全双折射补偿双棒放大系统，输出能量最高可达10J@1064nm，支持10–200Hz重复频率及多波长谐波输出（532/355/266/213nm）。系统集成注入种子、自动谐波跟踪、能量监测与闭环稳定等先进功能，配备触摸屏与多接口控制，适用于光谱分析、激光雷达、激光冲击强化及量子研究等高端工业与科研领域。

激光剪切干涉法

激光剪切干涉法是一种先进的无损检测方法，利用激光与干涉测量技术检测并分析表面变形与缺陷。

该过程首先用相干激光照射材料表面，形成反映表面不规则性的斑点图案。剪切装置将图像分割为两个轻微偏移的版本，再将其组合成干涉斑点图案。

当材料受到应力（例如热应力、声应力或真空应力）时，表面变形会改变散斑图案。这些由相干光干涉引发的变化，会在干涉图中产生相位差。相位变化对应于表面的位移梯度，从而实现分层、裂纹和脱粘等缺陷的检测。

相较于电子散斑干涉法（ESPI）等传统干涉技术，剪切干涉测量对外部振动和运动的敏感度更低，更适用于工业环境和现场作业。

剪切干涉仪原理图

应用领域涵盖航空航天领域的复合材料结构、涡轮叶片和飞机轮胎检测，以及制造业中电子元件和半导体晶圆的缺陷排查。该技术还应用于橡胶行业识别轮胎分层，以及艺术品保护领域分析木板画。

激光剪切干涉法的优势在于能提供快速的全场测量，且抗外部振动干扰，使其在存在运动、高噪声或不稳定表面的环境中仍能有效工作。

但该技术存在局限性：设备成本高昂且结构复杂，需专业操作人员配合精准的激励方法才能准确识别缺陷。此外，剪切成像仅能测量表面应变，对检测体内部缺陷效果较弱。

基于透镜的方法

光学相干断层扫描

光学相干断层扫描（OCT）是一种非侵入性成像技术，利用光波生成物体内部结构的高分辨率横截面及3D 图像。

OCT基于低相干干涉原理运作：将宽带光源的光束分拆为两路——一路照射样本，另一路反射至参照镜。当两路反射光重合时，形成的干涉图样可揭示结构细节。凭借2.6至10微米的分辨率范围，OCT特别适用于检测微小缺陷或异常。

相较于超声波等传统无损检测方法，OCT成像速度更快，可实现实时或近实时检测以提升生产效率。其非接触特性对检测医疗器械、电子元件等精密材料尤为重要，能确保检测过程中物体完整性不受破坏。

光学相干断层扫描技术（OCT）在多个行业均有应用。在医疗器械领域，它能确保支架和假体等植入物的结构完整性，并检测生物材料中的缺陷。在显示屏与面板制造中，OCT可评估液晶屏和OLED屏幕，识别像素级缺陷。该技术还应用于航空和汽车制造领域，用于检测涡轮叶片、发动机部件及复合材料的结构异常。

尽管OCT具备高分辨率成像和快速检测能力，但其穿透深度较超声波浅且设备成本高昂，存在局限性。

高分辨率镜头视觉检测

视觉检测仍是最简单且最常用的无损检测方法之一。通过高分辨率镜头和光学工具可显著提升检测效能。放大镜、显微镜、内窥镜等设备能增强表面缺陷的识别能力。

根据具体应用场景，检测可通过直接目视观察或专用光学设备实施。高分辨率镜头能对微小缺陷和难以触及区域进行精细检查，使该方法兼具多功能性与成本效益。

建筑和化工制造业高度依赖目视检查来确保质量控制和维持安全标准。在建筑领域，内窥镜常用于检查砌体拱桥的结构完整性。

同样，在化工行业，目视检查有助于评估燃烧室、压力容器和熔炉是否存在磨损或损坏迹象。该方法对检测涂层、密封件和焊根同样有效，为质量保证提供了简单而宝贵的方式。

目视检测的优势在于成本低廉、速度快且操作简便，特别适合快速评估和初步筛查。但其局限性在于无法检测表面下缺陷、依赖表面清洁度，以及分析结果的主观性可能影响准确性。

无损检测的未来

光学无损检测方法的创新潜力巨大。激光技术、成像系统及数据处理领域的进步，有望进一步提升这些技术的分辨率、速度和自动化水平。

人工智能与机器学习的融合将优化缺陷检测与分析能力，实现更快速、更精准且结果更一致的检测。这些发展将显著提升各行业的安全水平、运营效率及质量保障能力。