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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.

Das exakte Ausmessen von Distanzen ist beim Heimwerken ein essentieller Arbeitsschritt, der den Grundstein für die spätere Passgenauigkeit legt. Der klassische Hobby-Handwerker nutzt für diese Aufgabe Werkzeuge wie Zollstock oder Maßband, die in der Regel eher umständlich in der Anwendung und anfällig für Messfehler sind. Eine praktische Alternative bilden hier Laserentfernungsmesser, die durch große Präzision und einen hohen Arbeitskomfort gekennzeichnet sind.

Der Vorteil dieses Verfahrens ist die geringe Reaktionszeit. Das Verfahren hat Messbereiche von einem Meter bis mehrere 10 Kilometer. Der Nachteil ist die erforderliche Messung sehr kurzer Zeiten (Nano- bis Picosekunden), es ist daher schwierig, eine höhere Auflösung als einige Zentimeter zu erreichen.

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.