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Kontinuierliche Frequenzmodulation (Funktion wie ein FM-Radar); vergleicht man nun das ursprüngliche mit dem reflektierten Signal, besteht zwischen beiden ein Frequenzunterschied. Dieser Unterschied ist proportional zur Distanz.

Bei größeren Entfernungen arbeitet man mit einer Hochfrequenzmodulation der Laseramplitude und wertet nicht die Laserwellenlänge, sondern die Phasenlage dieser aufmodulierten Hochfrequenzsignale aus. Wenn man annimmt, dass der ausgesandte Strahl mit einer Frequenzf=1/T{\displaystyle f=1/T} moduliert wurde, so erhält man folgende Grafik:

Vereinfacht gesagt, wird also die Zeit erfasst, die das Licht braucht, um zum Messpunkt zu gelangen und von dort aus durch Reflektion zur Quelle zurückzukehren. Der Vorteil der Entfernungsmesser Laser liegt vor allem in der schnellen Reaktionszeit begründet, die es erlaubt, Distanzen im Meter- und Kilometerbereich schnell und einfach zu erfassen. Da sich das Licht mit einer Geschwindigkeit von rund 300.000 km/s ausbreitet, sind viele Distanzmesser mit Lasertechnologie für sehr kurze Strecken im Bereich von wenigen Zentimetern allerdings weniger geeignet.

Wer bereits einmal mit herkömmlichen Messgeräten – wie Meterstab oder Maßband – gearbeitet hat, kennt die Nachteile dieser Messmethoden. So ist es aus praktischen Gründen häufig nicht möglich, Distanzen im Alleingang zu messen, sodass eine zweite Person zwingend benötigt wird. Dieses Problem existiert bei einem Laserentfernungsmesser nicht, da das Anlegen eines Werkzeuges sowie das Markieren von Messpunkten mit einem lasergestützten Distanzmesser nicht mehr notwendig sind. Es wird also niemand mehr benötigt, der beispielsweise das Maßband hält und dafür sorgt, dass beim Markieren nichts verrutscht.