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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).

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 Verfahren ist nur für geringe Entfernungen geeignet, da dessen Empfindlichkeit in der vierten Potenz (Zweiwegdämpfung) mit dem Abstand zwischen Sender und Empfänger abfällt. Laser und Fotoempfänger sind meist zusammen in einem Gehäuse untergebracht.

Vereinfacht gesagt, wird also die Zeit erfasst, die das Licht braucht, um zum Messpunkt zu gelangen und von dort aus durch Reflektion zur Quelle zurückzukehren. Der Vorteil der Entfernungsmesser Laser liegt vor allem in der schnellen Reaktionszeit begründet, die es erlaubt, Distanzen im Meter- und Kilometerbereich schnell und einfach zu erfassen. Da sich das Licht mit einer Geschwindigkeit von rund 300.000 km/s ausbreitet, sind viele Distanzmesser mit Lasertechnologie für sehr kurze Strecken im Bereich von wenigen Zentimetern allerdings weniger geeignet.