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向目标物体发射一束光，测定目标物将光反射回来的时间，从而计算出仪器与目标物的距离，由于激光具有良好的方向性、单一的波长，所以是光电测距仪一般使用激光作为调制对象，所以脉冲式测距仪又被俗称为激光测距仪。
利用脉冲法测距的激光测距仪可以达到较宽的测距量程，可以用于室内和室外测量，其典型的测距范围为3.5米到2000米，高量程的激光测距仪可以达到5000米，军事用途的激光测距机可以到达更远的测程。由于具有了测量远距离测量目标的能力，为了将测距目标直观的被使用者观察到，所以激光测距仪一般具有望远系统，又被称之为激光测距仪望远镜，右图为三筒的激光测距望远镜的典型图。
激光测距仪的精度主要取决于仪器计算激光发出到接收之间时间的计算准确度，根据所采用的技术和应用场合激光测距仪可以分为精度是1米左右的常规激光测距仪（主要用于户外运动，狩猎等）和用于测绘、土地丈量、建筑、工程应用、军事等对精度要求较高场合的高精度型激光测距仪。
相位法测距仪是将激光的相位进行调制，通过测量反射回来的激光的相位差来获得距离的测距仪。由于需要对反射回来的激光相位进行检相，所以要求接收信号需要具有较强的强度，考虑到人眼的安全性，所以不能采用脉冲式激光测距仪一样的望远系统，且量程较小，测距的典型量程是0.5mm到150米，一般相位法激光测距仪采用635纳米的（视觉为红色）激光作为调试对象，又被俗称红外测距仪，但其实激光的定义并不是以颜色来定义，而采用635纳米的激光测距仪如果对人眼直接照射，会造成不可逆的伤害，请读者正确使用和防护。
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