声表面波存在于分层结构的层状半空间中并沿界面方向传播,其能量主要分布在自由表面下一个波长范围内,因此可作为分层介质无损检测的重要手段。但分层介质中的声表面波具备频散和多模特性,导致在较宽频带内激励的声表面波经过一定距离传播后声场能量分散,不利于聚焦和接收。本文针对这个问题,对频散的声表面波开展聚焦理论和实验研究,使声表面波能量在时间上和空间上实现聚焦,提高接收信号的信噪比,为声表面波检测提供理论基础。　　 首先,在理论上提出了声表面波相位控制法的聚焦概念。对于单一模式,通过给不同频率下不同速度的声表面波施加不同的激励延时,使该模式中不同频率不同速度的声表面波能够同时到达目标实现聚焦。在此基础上,将单一模式的相位控制法拓展到多模式聚焦,通过对多种介质模型进行了大量的数值模拟研究,结果表明声表面波能在时空上实现聚焦。并将相位控制法的聚焦结果和采用时间反转法的聚焦结果进行了对比分析,总结了相位控制法和时间反转法在声表面波聚焦上优缺点。　　 其次,设计了声表面波聚焦的超声实验系统,在实验上实现声表面波聚焦的可行性和适用性。实验采用了速度递增的两层半空间和包含低速夹层的三层半空间两种模型,并在不同接收距离下进行了不同主频、不同种类聚焦脉冲激励等条件下开展了大量的实验研究,并对聚焦波形进行对比分析。实验表明相位控制法具有广泛的适用性和灵活性,在低频情况下,仅考虑基阶模式时的相位控制法更为适用:而在高频区域,考虑所有模式时的相位控制法聚焦效果更好;时间反转法也能取得较好的聚焦效果,但多数情况下的聚焦波形在时间上要比相位控制法拉得长。实验结果证明了声表面波相位控制法具备良好的应用性,其聚焦增益高、适用范围广、效果稳定,并且可以克服换能器晶片频响的影响。　　 然后,提出了其它几种声表面波聚焦的实现方法,并分别进行了数值模拟研究,讨论了每种方法的聚焦结果及特点。并对其中效果最好的聚焦方法开展了实验研究,得到了很好的实验结果。　　 最后,将相位控制法聚焦进一步扩展到阵列发射过程,设计了一个16通道的线性超声阵列,提出了超声导波相控阵的概念。对于给定的目标和频率范围,每一阵元均可发出由相位控制法得到的聚焦脉冲信号,并将接收到的聚焦波形与采用常规超声相控阵方法得到的结果进行对比分析。考察和分析了接收点位于不同位置时聚焦波形的特点以及线性超声阵列的聚焦增益等特性,验证了超声相控阵技术应用于频散导波的可行性,为声表面波无损检测技术拓展了新的应用方向。　　 总体来说,本文系统地给出了用于声表面波聚焦的声源激励脉冲的多种计算方法,并对每种方法进行了数值模拟分析,针对其中几种方法进行了实验研究。数值模拟和实验研究结果表明,几种声表面波聚集方法波均有不同程度的幅度增益和效果,充分说明了对声表面波进行聚焦的可行性。