激光測振儀是目前能夠獲取位移和速度分辨率的最佳測量方法。它能實現皮米級的振幅分辨率，線性度高，在極高頻率范圍內（當前已超過1GHz）仍能確保振幅的一致性。這些特性不受測量距離影響，因此，無論是近距離的顯微測試還是超遠距離測試，該原理均適用。系統采用激光作為探測手段，完全無附加質量影響，具有非侵入性，從而能夠在極小和極輕質的結構上進行測量。這種無與倫比的技術優勢加上堅固的設計，無論是實驗室還是戶外均能得到很好的應用。多普勒效應：如果波被運動物體反射并被儀器檢測到，則所測量到的頻移可以描述為：fD=2·v/λ其中，v是物體速度，λ是入射波波長。反過來，為了能確定對象速度，需要在已知波長的情況下測量（多普勒）頻移，這正是通過LDV中的激光干涉儀來完成。光學干涉：激光多普勒測振儀以光學干涉為基礎，即，本質上要求兩個相干光束進行疊加，其各自的光強分別為I1和I2。兩個光束的總強度不是簡單的單個強度的求和，而是根據下列公式得出：Itot=I1+I2+2√(I1I2)cos[2π(r1-r2)/λ]。該干涉項與兩個光束之間的路徑差相關。如果該差值是光波長的整數倍，則總強度是單個光強的四倍。上圖顯示了這種物理定律在激光測振儀中如何實現。光束分離器(BS1)將激光束分成參考光束和測量光束。在通過第二個光束分離器(BS2)后，測量光束聚焦到樣本上，并進行反射。該反射光束由BS2向下偏轉，然后與參考光束合并到檢測器上。由于參考光束的光路為常數(r2=const.)（除干涉儀上可忽略的熱效應之外），樣本移動(r1=r(t))會在檢測器上產生亮/暗條紋，這是一種典型的干涉法。檢測器上的一個完整的亮/暗周期條紋正好與所用激光的半個波長的位移量相對應。這在激光測振儀經常使用的氦氖激光的情況下，對應于316nm的位移。每單位時間的光程改變表現為測量光束的多普勒頻移。在計量方面，意味著多普勒頻移直接與樣本振動速度成正比。由于遠離干涉儀的物體運動所產生的明暗條紋（和調制頻率）與物體朝向干涉儀移動所產生的相同，因此僅這種設置無法明確物體移動的方向。鑒于此，將光頻移典型值為40MHz的聲光調制器放置在參考光束中（出于比較目的，激光頻率為4.74·1014Hz）。當樣本處于靜態時，將產生40MHz的典型干涉調制頻率。因此，當樣本朝干涉儀移動時，調制頻率會增加；當樣本遠離干涉儀移動時，則檢測器接收到的頻率則小于40MHz。這意味著，如今不僅能精確檢測光程長度，還能檢測出運動方向。位移或速度測量：原理上，除可以直接測量出振動速度外，激光測振儀還可直接測量出位移量。不過不是通過對速度進行積分，而是通過對激光測振儀檢測器上的亮/暗條紋進行計數來得出位移量。使用合適的插值技術，我們的激光測振儀的位移分辨率可達2nm，而在采用數字解調技術后，位移分辨率可達pm級。這種位移解調技術尤其適用于低頻測量（在亞Hz范圍內）。速度解調更適用于高頻場合，因為諧波振動的最大振幅可以表示如下：v=2π?f?s隨著頻率的增加，振動速度增加，振動位移則減小。

單點式激光測振儀測量的是沿著激光束方向上的物體振動。由于測量系統垂直于被測表面，因此也被稱為“面外”振動測量儀。這種通用的激光測振儀適用于顯微振動測量和遠距離振動測量，可得出振幅和傳遞函數。也可以將多臺單點式激光測振儀組合成多點式激光測振儀，非接觸式獲取樣本的振型。掃描式激光測振儀用于穩態過程的振動測量。差分振動測量描述的是兩個點之間的相對振動。通常使用兩種方法：1.在光路中測量差值（干涉儀的參考光束被引導至被測物表面）。好處是使用減法能保證絕對的相位保真度，這就是為什么該方法適用于高頻的原因。2.使用兩個獨立的干涉儀以電子方式計算差值。這種方法設置更靈活。面內激光測振儀測量的是垂直于測量軸方向的振動和運動。面內振動測量法可以非接觸式地檢測如活塞、閥軸或工具等運動行程，還可用于高動態應變測量。旋轉方法是指對任意形狀的旋轉結構上旋轉振動的角速度和振蕩角的測量。例如,對傳動鏈、燃氣輪機、發電機、打印機和復印機進行了旋轉動力學分析。三維振動測量是基于三個光學頭同時射在物體表面的一個點，結果是得到每個測量點的三維數據，可同時測量面內數據和面外數據，可進行振型分析和驗證有限元模型，在時域和頻域下顯示出直觀易懂的圖像和動畫。