טווח לייזר פאזה
טווח לייזר מסוג פאזה הוא למדוד את שינוי הפאזה שנוצר על ידי אות אפנון הלייזר בתהליך של התפשטות קדימה ואחורה על פני המרחק שיש למדוד, ולאחר מכן לחשב את המרחק המיוצג על ידי שינוי השהיית הפאזה בהתאם לתדירות האפנון אות, כלומר למדוד את שינוי הפאזה. השיטה העקיפה מחליפה את המדידה הישירה של זמן הטיסה בלייזר, כדי לממש את מדידת המרחק. טווח לייזר פאזות מתאים בדרך כלל למדידות מטווח קרוב ויכול להשיג דיוק ברמת מילימטר. למדידה למרחקים קצרים, שיטת טווח לייזר פאזה עדיפה על שיטות טווח אחרות מבחינת מהירות, דיוק ויציבות. עם זאת, מכיוון שעוצמת פליטת הלייזר הפאזה אינה יכולה להיות גבוהה מדי, המדידה עדיין מוגבלת. על מנת להגדיל את טווח המדידה ככל האפשר בהנחה של הבטחת דיוק מדידת המרחק ולשפר את יחס האות לרעש של המערכת, בדרך כלל משתמשים ברפלקטור פינתי אופטי כשילוב
כמטרה. מכיוון שהתדר של גל האור עצמו גבוה עד 1110Hz או יותר, קשה מאוד למדוד ישירות את הפאזה של אות בתדר גבוה כזה, ולכן מד הטווח של לייזר הפאזה צריך בדרך כלל לווסת את הלייזר. לנוחות הניתוח, תן לתדר המודולציה להיות f, צורת הגל תהיה גל סינוס ואורך הגל λ, בהנחה שמיקום הקבלה נמצא בנקודה A' (מצבי השידור והקליטה בפועל נמצאים שניהם בנקודה A), AB =BA', AA'=2L, וגל האות עובר דרך שינוי הפאזה אחרי AA' הוא ?, וזמן הטיסה הוא t, ואז המרחק הנמדד L הוא
ביניהם, Ls הוא חצי אורך הגל, הנקרא אורך הסרגל, m הוא מספר המחזורים האינטגרליים במכה המלאה של גל האור, ו-Δm הוא השאר קטן מ-2π. העיקרון של טווח לייזר פאזה דומה למדידת מרחק עם סרגל. אורך הסרגל הוא Ls, והמרחק הנמדד שווה לכפולה השלמה של הסרגל בתוספת השארית פחות מסרגל אחד. תחת תדר האפונון הנתון f ותנאים אטמוספריים סטנדרטיים, אורך Ls של סרגל המדידה הוא קבוע מוגדר, ולכן כדי לקבל את המרחק הנמדד L, יש צורך רק לקבוע את המספר הפרופורציונלי Δm בין כל הסרגל m לבין האורך הנותר .
המשימה החשובה ביותר של טווח פאזות היא לזהות את הפרש הפאזות בין הגל הראשי להד. התקן הליבה שבו נעשה שימוש נקרא גלאי פאזה (הידוע גם כגלאי פאזה), שיכול לזהות את הפרש הפאזות בין שני האותות. ניתן לחלק את גלאי הפאזות לשתי קטגוריות: גלאי פאזה אנלוגיים וגלאי פאזה דיגיטליים. ניתן לחלק את גלאי הפאזות האנלוגיות לשני סוגים: סוג מוצר וסוג סופרפוזיציה לפי עקרון העבודה. בשל הדיוק הנמוך של גלאי פאזה אנלוגיים, גלאי פאזה דיגיטליים משמשים כיום בדרך כלל במערכות לייזר בעלות דיוק גבוה.
