铅具有良好的抗腐蚀性和密封性,常被应用于电缆封铅工艺以及各种建筑工艺中。在制作过程中,铅制品内部可能会出现微小缺陷并影响产品质量,因而对其进行检查以确保可靠性,具有重要的经济意义。由于铅制品面型多变,限制了传统超声探测的使用,而激光超声具备检测各种面型样品的能力。但当铅制品内部缺陷尺寸为亚毫米量级或更小时,回波信噪比低,传统的激光超声技术较难对缺陷定位。基于以上原因,本文将合成孔径聚焦技术（SAFT）应用到激光超声横波探伤中,结果表明,该方法可在信号幅值较低的时候提高信噪比,且能够有效地提高检测精度和成像对比度,为缺陷的定性分析提供更可靠的依据。首先根据激光的超声有多模、宽带、指向性的特点,对传统超声SAFT技术进行优化,并讨论了利用SAFT激光超声能检测到的缺陷尺寸量级及其分辨能力。且依据激光超声波的传播特性,对整个样品进行大面积成像时采用的扫查方式进行了探讨。结果表明,与传统激光超声相比,SAFT激光超声能有效提高体内微小缺陷的识别能力。随后研究了SAFT激光超声检测技术对铅内不同特征缺陷进行反演时的成像区别。讨论了SAFT激光超声检测技术对体积型和面积型这两类不同几何特征的缺陷的敏感程度,分析了面积型缺陷的倾角对超声波传播特性以及进一步对成像质量的影响,并利用激光超声的横波结合SAFT技术实现了面积型缺陷的成像,结果显示,该方法能够反映出面积型缺陷的几何特征。其次分析了激光激发超声的多模、宽带等特性对SAFT激光超声检测不同埋深缺陷的能力的影响。结果表明,对浅埋深缺陷成像时,必须考虑激光超声多模、宽带的特性,而对深埋深缺陷成像时,该特性影响很弱,可以忽略。最后针对实际样品表面多样的特点,建立了自由曲面的SAFT激光超声重建技术,并实现了自由曲面样品内部缺陷的成像。SAFT激光超声技术可在回波信噪比低的情况下实现缺陷检测,在激光超声检测领域具有一定应用价值。本文工作可为SAFT激光超声技术的应用提供一定的理论基础。