激光探针技术（Laser-induced Breakdown Spectroscopy，简称LIBS）是一种重要的成分检测手段。当前，激光探针仪因受到光学衍射极限的限制，和现有的电子探针、能谱分析等技术相比，其分辨率往往较低。为了进一步提高激光探针技术的分辨率，本论文基于远场光学技术对激光探针仪的光学系统进行改进和设计，内容涵盖激光同轴聚焦、同轴监测与照明、同轴指示与光谱采集等关键技术，实现了基于远场光学的高分辨率激光探针仪的研制。其主要研究成果如下：系统研究了基于远场光学的激光探针仪的极限分辨率。采用数值孔径为0.4的反射式聚焦物镜对波长为532nm的脉冲激光束进行聚焦，在合适能量条件下，烧蚀Al和Fe纯样表面获得的极限分辨率分别为2.26μm和1.87μm，在此极限分辨率下利用同轴光谱采集系统分别能够采集到3倍于背景噪声强度的Al和Fe元素的光谱信号。设计并实现了带同轴照明的同轴监测系统。该系统能够对样品表面286215μm2的矩形区域进行成像，其视场放大率达24.7倍。结果表明，采用同轴照明系统能够有效提高摄取图像的锐度和清晰度，获得的图像分辨率不低于228lines/mm（单位：线对每毫米）。发明了一种带指示光的同轴光谱采集系统。通过该系统能够将同轴光谱采集器与等离子体的对准误差控制在10μm以内。通过采用带X-Y轴扫描的同轴光谱采集系统，在同轴监测系统的监测区域内，实现了对等离子体表面63个点（79的点阵列）进行精确光谱采集，从而获得了等离子体中原子光谱强度的空间分辨图像。最后，提出了高分辨率的远场光学激光探针仪的整体设计方案，通过SolidWorks软件完成了一整套激光探针光学系统与光机结构的设计。该激光探针仪将分辨率降低到3μm以下，并能够实现同轴监测与同轴光谱采集，以及能够实现对等离子体的微区光谱进行精确采集，上述成果有可能对激光探针技术的工业化应用起到一定的推动作用。