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Die Phasenverschiebung des reflektierten Laserstrahls oder dessen Modulation gegenüber dem ausgesandten Strahl ist entfernungsabhängig. Diese Phasenverschiebung kann gemessen und benutzt werden, um die zurückgelegte Distanz zu ermitteln. Wird die Laserfrequenz selbst zur Überlagerung genutzt, arbeitet das Gerät wie ein Laserinterferometer.

Weitere aktive und passive optische Abstandsmessverfahren sind u. a. das Lichtschnittverfahren und die Triangulation auf dem Gebiet der Geodäsie bzw. Vermessung.

Zählt man die Durchgänge und multipliziert sie mit der Lichtwellenlänge, erhält man die gesuchte Wegstrecke. Mit einer genaueren Auswertung des Signals erreicht man Genauigkeiten von etwa 1/100{\displaystyle 1/100} Wellenlänge, das sind bei sichtbarem Licht wenige Nanometer. Die Lichtwellenlänge ist allerdings abhängig vom Brechungsindex der Luft und verändert sich mit Temperatur, Druck und Feuchtigkeit. Für genaue Messungen muss der Zählwert der Lichtwellenlängen mit diesen Eigenschaften der Luft korrigiert werden (Luftdichtekorrektion).

Ein weiterer Vorteil ist, dass zuvor gemessene Punkte während den Arbeiten jederzeit und innerhalb weniger Augenblicke kontrolliert werden können. Bei der Verwendung von Meterstab oder Maßband ist diese Kontrolle sehr aufwändig, da hier jedes Mal neu angelegt und eingemessen werden muss. Alle diese Eigenschaften von Distanzmessern auf Basis von Lasertechnologie erleichtern die Arbeit erheblich und sorgen weiterhin dafür, dass Zeit eingespart und die Nerven geschont werden.