利用声表面波的色散曲线确定材料的杨氏模量来表征精密加工表面机械特性的变化是声表面波检测技术在缺陷检测领域的重要研究方向。当声表面波在各向同性均匀介质中传播时速度保持不变,而加工过程会引起表面及亚表面原子排列顺序发生变化从而影响声表面波的传播速度。基于这一原理,本文致力于开发一套基于光学干涉的激光声表面波检测系统,为加工试件的表面及亚表面的缺陷检测提供良好的实验设备。首先,对声表面波的激发和检测技术在国内外研究现状进行调研,对比几种不同检测方法的优缺点,最终确定本课题的检测系统为非接触式的正交偏振差分干涉仪。其次,利用偏振光学元件的琼斯矩阵推导系统的检测原理,为激光器和探测器的选型奠定理论基础。由激光器波长和示波器的细分精度得到干涉仪的分辨率为1.2nm,据此对HeNe激光器的能量和平衡探测器的最小感光功率进行选择。然后完成干涉仪系统的搭建、调试和标定。分别从各光学元件的功率损失、干涉圆环可见度与检测光和参考光光强比的关系、系统噪声等方面对系统进行调试分析。利用压电陶瓷给检测臂提供标准正弦波形和阶梯步进位移信号来标定干涉仪,观察干涉仪对动态输入和静态输入的最小响应。标定结果表明,该系统的最小动态输入响应为3nm,最小静态输入响应为25nm。最后,与PVDF压电薄膜系统检测单晶硅和铝上的声表面波信号相比,干涉仪系统检测到的频谱带宽平均提高了20MHz。连续在铝样品上同一位置多次采集声表面波信号,系统的重复性误差为1.255%。利用PVDF压电薄膜声表面波检测系统研究了样品表面粗糙度对声表面波相速度的影响,不仅对实验样品表面平整度的选择具有指导意义也为粗糙度的检测提供了一种新的思路。