随着现代化工业的快速发展,面向机械零部件的传统探伤技术已逐渐难以满足一些场景下的检测需求,装置的结构健康监测和工件缺陷检测对无损探伤手段提出了更高的要求。针对激光超声和电磁超声（Electromagnetic Acoustic Transducer,简称EMAT）两种检测方式在实际工程应用中操作灵活性不足、灵敏度低的问题,设计了激光-EMAT实验系统进行缺陷探伤;针对激光-EMAT工作中存在复杂的多物理场耦合,难以通过实验方式观察不同工作参数对超声场造成的影响等问题,文中将数值分析方法应用到激光声磁复合式检测技术当中,采用有限元法建立了高能脉冲光束与电磁超声探头之间的多物理场耦合模型。研究了激光激励声波在固体中的传播特性,建立了激光-电磁超声检测模型及表面裂纹深度估算模型。以铝块为研究对象,结合热、力、声、磁及电场的多物理场耦合,开展了基于激光声磁换能过程的耦合分析及固体内部缺陷检测实验测试工作,对目标处的温度场、应力场、磁通密度以及相应波形信号进行分析。通过有限元法进行了关于激光辐照非铁磁性金属的仿真,模拟了激光通过光声效应激励出超声波、EMAT中的线圈接收声信号的检测过程。借助有限元法分析了电磁超声换能器的重要参数对物理场的影响,并对接收探头的关键组件进行了优化。结果表明:螺旋型线圈接收的电压信号能正确反应由入射激光在固体中发生热膨胀效应产生的超声位移场,当磁体的高宽比为1.5倍时,驱肤层处磁场强度分布最优,提离距离对换能效率的影响呈现负指数变化规律,评价了不同接收间距处电磁超声换能器的接收性能,对今后研究和设计电磁换能器的工艺参数有一定参考意义。为实现工件表面裂纹深度的定量检测,本文构建了激光-电磁超声检测的有限元模型,利用数值仿真的方法,探究了超声波的传播及其与凹槽裂纹的相互作用机理,提出利用EMAT中的线圈获取电压时域响应曲线,进而通过特征值计算表面裂纹的深度。结果表明,有限元模型中的电压信号与激光激励声场波形的耦合效果较好,不同时刻的声场快照展示了遇到凹槽裂纹后,发生衍射的超声场会出现波形转换的现象,利用本文提出的激光-电磁超声检测手段计算表面裂纹深度的误差不超过6.5%,同时探究了干涉合成孔径法在腐蚀管道的内壁缺陷检测方面的应用。参考数值仿真的优化过程中给出的激光脉冲参数以及电磁超声换能器参数,搭建了激光声磁混合式检测实验平台。完成了对45#碳素钢的测厚实验,以及含人工内部缺陷铝块的典型实验,在时域内进行分析,并得出了激光激励声波的传播特性。信号波形经过滤波去噪后,有效提升了信噪比,并通过改变收发端的间距,得出声场与试块内部缺陷相互作用的规律。本文所开展的基于激光声磁的缺陷无损检测研究,有效地将激光与电磁超声的多物理场换能过程耦合起来,仿真与实验的结果证明了该混合式检测法用于工业超声无损检测的前景。