无损检测 (NDT) 是指一系列旨在评估材料、组件或系统特性而不造成损坏的方法，确保被测物体保持完整无损且功能正常。

光学科学的进步极大地改进了无损检测方法。激光器、透镜和光纤等工具提供了非接触式、高灵敏度且抗电磁干扰的解决方案。

例如，基于光纤的无损检测 (NDT) 使用光纤布拉格光栅 (FBG) 等传感器来检测和传输光信号。这些传感器可以测量应变、温度和振动，因此适用于桥梁、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波

激光超声波是一种无需物理接触即可在材料中产生和检测超声波的方法。该过程依靠脉冲激光，通过热弹效应引起快速局部加热，从而导致热膨胀并产生弹性波。这些波在材料中传播，在边界、缺陷或内部结构处发生反射或散射。

第二台激光器通常与干涉仪耦合，测量这些波引起的表面位移，从而能够精确绘制地下特征图。

这种方法对于检测传统接触式技术可能不适用的复杂材料和结构非常有效。在航空航天领域，激光超声波用于识别飞机机身、机翼和发动机部件的内部裂纹、分层和其他表面下缺陷。它还应用于制造业，用于在生产过程中验证焊缝、复合材料和金属结构的完整性。

激光超声波技术尤其适用于在不中断功能的情况下检测高温或运动部件。虽然它在检测表面下缺陷方面具有很高的精度，但它也面临诸多挑战，包括设备成本高、设置复杂，以及需要熟练的操作员才能准确解读数据。

激光剪切散斑技术

激光剪切散斑技术是一种先进的无损检测方法，它使用激光和干涉技术来检测和分析表面变形和缺陷。

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散斑图案。剪切装置将图像分成两个略微错开的图像，然后将它们组合成干涉散斑图案。

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样。这些由相干光干涉引起的变化会导致干涉图样中出现相位差。这些相位变化与表面的位移梯度相对应，从而能够检测出诸如分层、裂纹和脱粘等缺陷。

与电子散斑干涉术 (ESPI) 等传统干涉方法相比，剪切干涉术对外部振动和运动不太敏感，因此更适合工业环境和现场工作。

应用范围包括航空航天领域的复合材料结构、涡轮叶片和飞机轮胎的检测，以及制造过程中电子元件和半导体晶圆的缺陷检测。此外，它还用于橡胶工业中识别轮胎分层，以及艺术品保护中分析木板画。

激光剪切散斑技术的优势包括能够提供快速、全场测量，并且能够抵抗外部振动，这使得它能够有效地在可能涉及运动、高噪音水平或不稳定表面的环境中使用。

然而，该技术确实存在局限性。其装置成本高昂且复杂，需要熟练的操作人员和适当的激励方法才能准确识别缺陷。此外，剪切散斑技术仅测量表面应变，因此在检测大量内部缺陷方面效果较差。

激光剪切散斑无损检测

基于镜头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，它利用光波生成物体内部结构的高分辨率、横截面和 3D 图像。

OCT 的工作原理是低相干干涉法，即将宽带光源发出的光分成两条路径：一条射向样品，另一条射向参考镜。当两条路径的反射光汇合时，会产生干涉图样，从而揭示样品的结构细节。OCT 的分辨率范围为 2.6 至 10 微米，非常适合检测微小的缺陷或异常。

与超声波等传统无损检测方法相比，OCT 成像速度更快，可进行实时或近实时检测，从而提高生产效率。其非接触式特性尤其适用于检测精密材料，例如医疗器械和电子元件，因为它能够确保在检测过程中保持物体的完整性。

OCT 技术广泛应用于多个行业。在医疗器械领域，它可以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。在显示器和面板制造领域，OCT 技术可以评估 LCD 和 OLED 屏幕，识别像素级的缺陷。8此外，OCT 技术还用于航空和汽车制造领域，检测涡轮叶片、发动机部件和复合材料是否存在结构异常。

虽然 OCT 具有高分辨率成像和快速检查能力，但与超声波相比，其穿透深度较浅，且设备成本较高，因此受到限制。

使用高分辨率镜头进行视觉检测

目视检查仍然是最简单、最常用的无损检测方法之一。它通常借助高分辨率镜头和光学工具来增强检测效果。放大镜、显微镜、内窥镜和内窥镜等设备可以提高检测表面缺陷的能力。

根据具体应用，检测可以通过直接目视观察或借助专门的光学设备进行。高分辨率镜头可以对细微瑕疵和难以触及的区域进行细致检查，使这种方法既灵活又经济高效。

建筑和化学制造行业高度依赖目视检查来确保质量控制并维护安全标准。内窥镜在建筑施工中经常用于检查砖石拱桥的结构完整性。

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有磨损或损坏的迹象。这种方法对于评估涂层、密封件和焊缝根部也非常有效，提供了一种简单而有效的质量保证方法。

目视检测的优势包括价格实惠、速度快、操作简便，使其成为快速评估和初步筛选的理想选择。然而，目视检测的局限性在于无法检测出表面下的缺陷，依赖于表面清洁度，并且分析具有主观性，这可能会影响准确性。