随着微纳制造技术的发展,产品质量控制已经成为研究的热点。针对微机械结构内部缺陷检测难题,提出一种新型的超声—激光全息复合无损检测方法,即采用超声波激励微机械结构,借助于数字全息干涉技术测量微机械结构动态超声场,通过重构数字全息图还原三维声场图像。本文主要研究微机械结构内部缺陷动态超声场的数字全息干涉成像方法。针对动态超声场的数字全息检测问题,研究分析了数字全息技术,包括光场复振幅分布、重现光的照射方式与衍射光的位置,建立了基于数字全息的三维动态超声场测量的数学模型,得到了超声场数字全息干涉图的平均强度,揭示了超声波物光干涉场分布的现象;分析了三维动态超声场的特征,提出了基于数字全息干涉技术的动态声场成像检测方法,利用时间延迟获得了微机械结构瞬态超声场的数字全息图,计算出了瞬态超声场数字全息干涉图,进而还原出了三维动态超声场,该方法可有效地获得瞬态超声场,并对其进行三维成像检测。针对超声场数字全息检测中的成像质量问题,研究分析了反射式离轴数字全息显微技术的成像原理,设计了脉冲激光反射式数字全息显微成像系统,优化了反射式脉冲数字全息显微光路,保证了脉冲激光的短相干距离,减少了杂散光对系统的影响,提高了动态超声场的数字全息图质量;研究分析了超声场频率、脉冲激光器脉宽与高速相机曝光时间的关系,确定了脉冲激光器的脉宽与高速相机的曝光时间,实现了高频动态声场的高精度测量。为了验证该系统的检测精度,对光学分辨率板进行了检测,结果表明,相比于传统的反射式检测系统其成像精度高。针对数字全息重构像参数优化问题,研究分析了菲涅耳衍射积分算法、卷积算法和角谱法,分析了重构距离对重构像质量的影响,提出以平均梯度为判断标准的自动调整重构距离方法,使重构像质量达到最佳;建立了包含倾斜因子的参考光数学模型,揭示了倾斜因子对重构像质量的影响机制;融合了解包裹与相位畸变补偿算法,提出了一种优化的最小二乘曲线拟合相位掩膜方法,提高了成像效率和质量。针对超声场数字全息成像仿真问题,研究分析了计算全息技术和超声场的数学模型,设计了动态声场数字全息干涉图仿真流程,模拟了超声场测量过程,计算了超声场的数字全息干涉图。通过分析不同振幅的超声场数字全息干涉图,获得了相位变化与位移之间的函数关系,揭示了干涉条纹随超声场振幅变化的规律。针对超声场数字全息干涉图解包裹问题,研究了离散余弦变换最小二乘相位解包裹算法和基于可靠性排序的相位解包裹算法,并分别对超声场数字全息干涉图进行相位解包裹实验,结果表明基于可靠性排序的相位解包裹算法可有效地抑制误差的传播;分析了基于可靠性排序的相位解包裹中的可靠性函数与路径,提出了基于可靠性排序及低可靠性像素中值替代的相位解包裹优化算法,降低了噪音对相位的影响,通过仿真实验,表明该方法可较好地还原三维超声场。为了验证本文提出的动态超声场数字全息干涉成像方法和脉冲数字全息显微系统的正确性和可靠性,提出了两种实验方案。首先,通过对压电晶片表面超声场进行检测,捕捉到了瞬态超声场数字全息图,并重构了超声场三维图像,验证了动态超声场数字全息成像方法和脉冲数字全息显微系统的正确性。其次,设计了具有微缺陷的铝合金试样,获得了瞬态超声场的数字全息图,计算并分析超声场的幅值和相位,可识别出微机械结构内部是否存在缺陷。实验结果表明,动态超声场成像方法和系统具有较高的灵敏度和分辨力。