复合材料以其优异的特性被广泛地应用于航空航天、飞行器制造、汽车等关键领域。复合材料由于其非均质性和各项异性，使得在制造过程以及实际应用中比较容易产生缺陷。因而开展对复合材料无损检测技术研究极其重要。传统的复合材料检测方式主要有超声检测和X射线检测，存在着周期长、效率低、成本高等问题。而红外无损检测技术在检测速度以及显示效果方面相对于上面两种检测方式更优，因此本文针对锁相红外无损检测技术展开了研究。　　分析了正弦规律变化的热流在单层与多层介质的一维热传导过程。通过有限元技术对三维热传导模型进行了分析，并得到了调制频率、缺陷深度、缺陷尺寸对幅值、相位差的影响，为后面的实验与定量化评价缺陷提供了理论基础。搭建了光锁相红外无损检测系统实验平台，并针对采集模块进行了二次开发。针对红外图像序列噪声，分别采用传统的去噪算法与Savitzky-Golay滤波对图像序列进行处理，并指出Savitzky-Golay滤波去噪的优越性。采用四点平均算法、傅里叶变换算法对图像序列进行处理，获得幅值与相位图。同时分析了主元分析图像中的噪声去除的效果。对三种信号提取效果进行了比较，结果表明四点平均算法对相位与幅值提取效果较好，但是通过主元分析法得到的图像具有较高的信噪比。研究了锁相红外无损检测对于缺陷的几何特征与深度的定量化评估，采用了相位-偏移算法对几何尺寸大小与位置进行判断。针对相位-偏移算法对不规则缺陷检测的问题，提出了利用区域生长算法对几何尺寸进行判断。针对缺陷深度的判定，介绍了目前较为流行的盲频检测技术，并提出采用神经网络对缺陷深度进行预测。　　针对搭建好的锁相红外无损检测系统，开展了复合材料检测实验。制作了复合材料最常出现的两种缺陷（蒙皮蜂窝脱粘与碳纤维分层）样本，并针对样本缺陷进行了定量化无损检测研究。实验结果表明：锁相红外无损检测平台的可行性与优越性。