有几种方法可以做到这一点。
对于非常小的距离测量，可以使用激光作为干涉仪的相干光源，并在移动连接到干涉仪反射镜的测量参考点的同时，计算干涉条纹的偏移量。优质的传感器和软件可以将条纹插值到很小的条纹分数，并且根据具体的干涉仪，条纹通常对应于所用激光的波长或半波长。
激光器还可以通过“TOF”（飞行时间）测量进行距离测量。如果激光器工作在脉冲输出模式下，脉冲的开启和关闭速度非常快，那么本质上，就是在脉冲离开激光器时启动一个计时器，并在探测器接收到反射回来的脉冲信号时停止计时器。将时间增量除以光速，即可得到往返距离。为了产生脉冲，一些固态激光器可以快速开启和关闭，只需通过电子设备即可切换。
如果想要更高的分辨率，可以采用激光腔管理技术，例如锁模，它可以将激光腔的纵模相位连接起来，使它们在每次腔内往返时都保持同相（即，在光子在腔镜之间往返一次的时间内，将产生一个超亮、超短的光脉冲，它们之间几乎没有任何干扰）。
这种技术有时被称为激光测距或 LIDAR。
脉冲越短，设备的潜在分辨率就越高。光的传播速度约为每纳秒一英尺（约0.2米），因此，一台锁模激光器发出的脉冲长度约为100皮秒（约0.75米），也就是约0.75英寸（约0.9厘米）。
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