激光由于具有单色性,相干性,方向性等优良特性,在军事、航天、工业和环境等众多领域得以广泛的应用。激光测距和成像系统的研究作为激光的优势技术之一,一直是国内外科研和工业界研究的热点和难点技术,尤其在国防和军工方面有着重要的应用。本文依托于北京邮电大学和航天二院项目依托,基于激光脉冲测距的理论和实验,对半导体激光扫描三维成像技术做出研究和设计。首先,分析激光成像的意义,国内外在激光三维成像方面的研究现状,结合激光成像的研究发展和本项目的特点要求,开展本论文的研究和设计。通过研究激光成像技术与激光器的分类,激光雷达探测原理,激光测距原理,激光扫描成像等技术的前提下,我们选择了脉冲激光器作为光源,利用激光脉冲测距原理,采用直接探测方式中的单像素测距,结合二维正交振镜搭建了半导体激光三维扫描成像系统的硬件平台。对半导体激光三维成像系统做出总体设计的前提下,分别对激光信号发射源,激光信号接收单元,激光信号扫描单元和成像控制系统做了进一步的探讨分析。激光三维扫描成像系统的软件设计包括三维数据显示和控制,时间间隔测量系统,二维正交振镜及板卡控制和数据库设计。在系统设计关键技术方面，为消除干扰回波,本文基于终止信号采用了延时电路设计,通过测量窗口有效消除光路上任何不属于待测目标反射回波产生的误触发；其次,在硬件同步设计中,对激光器、扫描振镜和回波检测三路启动信号设置一定的延时,确保三部分协调工作并完成测距的数据采集；在系统时延过程中,由于测距开始和结束信号由两个不同的光电探测系统接收,造成的时间差可以通过预先测定偏差并将之消除。