图2 脉冲式激光测距原理图
脉冲激光的发射角小，能量在空间相对集中，瞬时功率大，利用这些特性可制成各种中远距离激光测距仪、激光雷达等。不过，由于脉冲式激光测距法通过一个高频率的时钟驱动计数器对收发脉冲之间的时间进行计数，这就使得计数时钟的周期必须远小于发送脉冲和接收脉冲之间的时间才能够保证足够的精度，因此这种测距方法不合适短距离测量。
目前，脉冲式激光测距广泛应用长距离且对精度要求不高的测量，比如地形地貌测量、地质勘探、工程施工测量、飞行器高度测量、人造地球卫星相关测距、天体之间距离测量等，如图3。
图3 脉冲式激光测距的应用
3. 相位式激光测距——间接ToF法
相位式激光测距利用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。该方法通过测量相位差来间接测量时间，因此也被称为间接ToF法。
图4 相位式激光测距示意图
如图4，假设调制的频率为f，调制的波形λ=c/f，c为光速，测得调制光波信号在距离D上往返传播所形成的相移为∆φ，那么可计算出激光在测量点与目标间的往返时间∆t=∆φ/2πf，所以得到被测距离D为：
但是，当目标距离D增大时，相位延迟的值有可能大于正弦调制光波的一个周期，即∆φ=2π（N ∆N），N和∆N分别为周期的整数部分和小数部分，所以此时被测距离D为：
