본 발명의 실시예들에 따른 구조물의 진단 방법에서, 제1 레이저 발생부로부터 발생되는 제1 레이저 빔을 타겟 구조물에 제공하여, 제1 레이저 빔에 의해 타겟 구조물로부터 생성되는 제1 초음파 신호를 수신한다. 제2 레이저 발생부로부터 발생되고 제1 레이저 빔과 다른 제2 레이저 빔을 타겟 구조물에 제공하여, 제2 레이저 빔에 의해 타겟 구조물로부터 생성되는 제2 초음파 신호를 수신한다. 제1 및 제2 레이저 빔들을 동시에 타겟 구조물에 제공하여, 제1 및 제2 레이저 빔들에 의해 타겟 구조물로부터 생성되는 제3 초음파 신호를 수신한다. 제1, 제2 및 제3 초음파 신호들을 변환하여 획득되는 제1, 제2 및 제3 초음파 주파수 스펙트럼들에 기초하여, 타겟 구조물의 손상 여부를 판단한다.