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Um die Unbestimmtheit einer relativen interferometrischen Messung zu beseitigen, wird bei zwei oder mehreren diskreten Frequenzen die Phasenlage gemessen. Die Frequenzen können wiederum die Laserfrequenz selbst (verschiedene Laser, bei kleinsten Entfernungen) oder Modulationsfrequenzen ein und desselben Lasers sein (Frequenzen müssen zu Entfernungen und Messbereich passen).

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.

Die Mehrdeutigkeit interferometrischer Verfahren kann mit Hilfe einer Frequenzmodulation des Lasers oder dessen Hochfrequenz-Modulationssignales umgangen werden. Man führt dadurch in die Phasenmessung eine Laufzeitkomponente ein. Durch eine niedrigere Frequenz (= längere Periodendauer) erhält man eine größere Distanz eines eindeutigen Ergebnisses, jedoch eine geringere Auflösung. Zum Prinzip siehe auch bei FMCW-Radar. Verfahren mit HF-moduliertem Laser erreichen maximale Messentfernungen von ungefähr 200 Metern.

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.