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Bei der Laufzeitmessung wird ein zeitlich kurzer Lichtpuls ausgesandt. Die Pulslaufzeit ist die Zeit, die der Lichtstrahl braucht, um von der Quelle, zu einem Reflektor, zumeist Retroreflektor und wieder zurück zur Quelle zu laufen. Durch Messen dieser Laufzeit Δt{\displaystyle \Delta t} kann man über die Lichtgeschwindigkeit die Distanz l{\displaystyle l} zwischen Quelle und Objekt ermitteln. Der Faktor 0,5 trägt dem Umstand Rechnung, dass das Licht die Entfernung zum Objekt hin und zurück durchlaufen muss. Die Lichtgeschwindigkeit wird durch das umgebende Medium mit dem Brechungsindexn{\displaystyle n} reduziert.

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:

Das liegt daran, dass sich die Laufzeiten bei derart kurzen Distanzen auf Nano- und Picosekunden beschränken, was technisch nur schwer zu erfassen ist. Profi M​essgerät mit einem EInsatzbereich von ungefähr 250 Meter. Millimeter genaues Messen, auch auf großen D​istanzen! Aber entsprechend teuer im Preis.

Aus den drei bekannten Größen Abstand Sender – Empfänger, Austrittswinkel und Eintrittswinkel des Laserstrahls berechnet der Mikroprozessor in Sekundenschnelle die Entfernung der zu messenden Fläche. Da die Laserstrahlung gepulst ist, werden diese einzelnen Impulse vom Mikroprozessor praktisch als Einzelmessungen interpretiert. Aus dem sich daraus errechneten Mittelwert resultiert eine hohe Messgenauigkeit.