自1960年激光技术出现以后，迅速被应用到测距领域。激光测距在军事、遥感、工业控制等诸多领域发挥着越来越重要的作用。经过多年的发展，形成了以脉冲飞行时间法和相位比较法为主流的多种激光测距方法。这些方法虽然均以激光为载体，然而在对距离信息的分离和提取上，主要依赖于电子电路装置，首先将光信息转换为电信息，然后在电子领域对其进行分析，不能直接得到代表距离信息的光信号。并且随着发展，越来越倚重于日益复杂的后续处理电路系统。本论文在实验室先期对晶体电光效应和双折射双反射效应多年研究的基础上，提出了一些新颖的激光测距方法。这些方法从基本原理上对现有的激光测距进行改进，将主要通过光学而不是电学的途径来分析和提取待测距离信息，同传统的激光测距方法相比，避免引入了复杂的处理电路，简化了装置，同时保持了较高的测距精度。主要内容包括：　　 (1)基于晶体快速的电光开关效应，提出了对发射和接收光束同时开关的测距方法；利用晶体的双折射和双反射效应，完成了测距过程中起偏、检偏、分光和电光调制的集成化，从而用单块晶体完成测距过程中待测距离信息的分析、提取全过程；在对测距性能进行一定的理论分析后，通过在单45°斜面LiNbO3晶体上进行的实验验证了该方法的可行性；针对常用的45°斜面单块LiNbO3晶体光束分离角过小的现象，分析了改变斜面倾角对探测回光分离角的影响，得到了在斜面倾角为58.4°时，最大分离角为32.5°的最优化结果。只需一个快速的电压变化边沿，本测距法可直接得到一个矩形光脉冲，其脉宽即为光往返待测距离所需的时间。　　 (2)将对发射和接收光束同时开关的测距方法进行扩展，提出同时对往返光束进行连续的方波电压调制，根据接收的光脉冲序列进行测距的方法；总结了单斜面法、双斜面法和低压调制法共三种具体的测距模式；和光通信技术相结合，根据通信二进制编码的原理，阐述了三种模式分别对应的等效逻辑算法，以“101100”编码方案为例，具体说明了采用适当的编码，可同时将多个测尺融合到一种编码中，相当于在单次测量中同时使用多个测尺进行测距，解决了传统连续光测距方法中单频率测量的多值性问题；将对往返光束的两次调制分开，放在两个光通信终端上各自独立地完成，探讨了在激光单向传递的情况下实时监控终端间相对位移的可行性。　　 (3)提出了基于光子数目比较的激光测距方法，先对发射和接收的光束进行二次调制，然后将其在相互垂直的两个偏振方向上进行分解，通过比较两分量间的光子数目进行测距；将该方法同时用在连续光和脉冲光两种测距类型中，分析了在调制过程中附加相位差△φ、调制因子M和归一化调制函数f(ωt)等参数变化对测距曲线的影响，并针对几种情况分别确定了最佳参数；在光子统计的基础上，得到了本方法所能达到的理论测距精度表达式；通过对LiNbO3晶体近光轴电光调制的论述，分析了单块晶体加工的角度误差对测距性能的影响。由于采用比值探测的方法，本测距法不但抵消了探测器在光电转换过程中可能引入的电子误差，而且抵消了光源强度不稳定和激光传输过程中光强随机波动的影响，同时可使来自晶体方面的误差达到最小化。