本文针对复合材料夹层结构实际构件的性质和缺陷类型特征,研究了采用红外热成像技术与激光剪切散斑干涉技术进行缺陷细节测试分析问题。在分别对这两种方法的有关理论进行分析的基础上,研究了动态热激励和图像信息分析方法,并进行了实验验证。研究表明,激光散斑剪切技术对于金属铝合金复合材料、双层非金属复合材料结构中的次表面脱粘缺陷十分有效并可以进行定性、定量分析,确定出缺陷的大小以及其形状的中心位置,而所得结果也与实际情况比较吻合;但该方法对于积水类型缺陷则无法进行有效检测。红外热成像无损检测方法对于积水类型缺陷的检测效果较好。从加载后试件表面的红外热像图可以分析积水类型缺陷的位置以及损伤程度;但该方法对次表面脱粘缺陷识别效果不佳。为了提高实际应用中的检测效率和准确性,本文对多种算法的融合处理进行了研究,给出了红外热像图与可见光图像的多分辨率分解融合算法:小波变换融合算法和拉普拉斯金字塔融合算法以及提取梯度特征的拉普拉斯金字塔融合算法的实际融合结果图。结果表明经过融合处理后的图像可以消除单一图像在认识上的不全面性,对于解决红外检测中的表面发射率不一致造成的问题十分有效,可以有效降低实际检测中的误判问题的发生。