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Laserinterferometer messen keine absoluten Weglängen, sondern nur die relative Änderung bei Verschiebung des Zieles bzw. eines Referenzspiegels. Beim Verschieben des Spiegels wird die Summe aus ausgesandtem und reflektiertem Strahl periodisch moduliert (Interferenz). Es durchläuft bei der Verschiebung um eine halbe Lichtwellenlänge genau eine Periode.

Das obige Schema verdeutlicht die Relationen zwischen den verschiedenen Distanzen. Mit Hilfe der Trigonometrie ist es möglich die Distanz x−x0{\displaystyle x-x_{0}} aus der gemessenen Distanz x′−x0′{\displaystyle x-x_{0}} zu ermitteln: In der Geodäsie heißen die Entfernungsmessgeräte, die nach dem Prinzip der Laufzeitmessung oder Phasenmodulation arbeiten, Tachymeter oder Distanzer.

Hierbei kommt hinzu, dass ein Entfernungsmesser Laser durch eine außergewöhnliche Präzision gekennzeichnet ist, die Messfehler effektiv verhindert. Gerade beim Markieren und Anhalten von klassischen Messwerkzeugen können schnell Fehler passieren, da die Genauigkeit hier stark vom handwerklichen Geschick abhängig ist. Mit einem Laserentfernungsmesser hingegen können Markierungen präzise und ohne großen Aufwand gesetzt werden. Weiterhin erlaubt das elektronische Messgerät auch die schnelle Einmessung von Winkeln, wobei insbesondere das Markieren von rechten Winkeln im Heimwerker-Sektor sehr wichtig ist.

An der zu messenden Fläche wird das Licht des Lasers reflektiert und schließlich von einem neben der Laserdiode befindlichen lichtempfindlichen Element registriert. Jetzt kommt die Mathematik, speziell die Trigonometrie (Winkelfunktion im Dreieck), zum Einsatz.