LIBS检测仪的自动聚焦系统必须精确得到出射激光与被测样品的距离才能使激光精准聚焦到样品表面并烧蚀,而相位式激光测距模块因其测距快和精度高等优点非常适用于LIBS检测仪。论文研究的是一种应用于LIBS检测仪的基于FPGA的相位式激光测距系统,采用PLL技术生成双频调制信号,将TDC时间测量芯片与数字电路鉴相算法相结合计算相位差并求解距离。与常用的迈测S2测距仪（测距精度±2mm,尺寸115*49*26mm）和博世GLM500测距仪（测距精度±1.5mm,尺寸169*100*37mm）相比,本文设计的测距系统精度可达到±1mm,测试距离可达到20m,高于市面上测距仪的精度。同时本文的测距系统体积较小（73*63*25mm）且可置于LIBS检测仪内部,在保证测距量程和精度的前提下,尽可能简化硬件设计以降低成本。研究内容如下:（1）基于LIBS自动聚焦系统对距离要求精度高、测距范围连续可变的特性选择基于双频测尺技术的相位激光测距方法。设计基于FPGA为核心处理器的激光测距系统总体方案,完成激光调制电路、APD光电检测电路的设计与制作。为兼顾测试距离与测试精度设计基于SI5351A的粗频和细频PLL频率合成电路。考虑到目标反射面性质不同对激光调制信号的影响,设计混频电路、波形整形电路和时间数字转换电路对测试信号作鉴相处理。（2）完成以FPGA为核心的测距系统功能模块控制。FPGA配置PLL芯片的寄存器并生成特定的调制频率信号,实现对激光发射和接收模块的控制;配置TDC-GPX2芯片完成对测距信号和参考信号的精密时间测量;采用数字鉴相的方法测量相位差,依据相位测距的原理计算出实际距离;为降低相位差测量的误差影响,进行相位校准使测距值更准确,最后将测距结果通过串口通信显示在PC端。（3）测试硬件中的各部分电路性能,用示波器观察各部分电路输出的波形图,并对测距系统整体调试进行测距实验。实验结果表明,本文设计的相位激光测距系统,能够满足量程20m、精度±1mm的指标要求。